WO2004092323A1 - Vorrichtung zum einspritzen einer im wesentlichen flüssigen substanz in einen behälter, sowie behälter mit einer solchen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum einspritzen einer im wesentlichen flüssigen substanz in einen behälter, sowie behälter mit einer solchen vorrichtung Download PDF

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WO2004092323A1
WO2004092323A1 PCT/EP2004/000604 EP2004000604W WO2004092323A1 WO 2004092323 A1 WO2004092323 A1 WO 2004092323A1 EP 2004000604 W EP2004000604 W EP 2004000604W WO 2004092323 A1 WO2004092323 A1 WO 2004092323A1
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spray
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substance
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Xaver Lipp
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Xaver Lipp
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    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/18—External loop; Means for reintroduction of fermented biomass or liquid percolate

Definitions

  • the invention relates to a device for injecting an essentially liquid substance into a container, in particular into a fermentation or digester, and to a container with such a device.
  • floating or covering layers often form, which is fundamentally undesirable because, for example, the separation and / or removal of biogas is hindered thereby.
  • a stirring propeller is brought to the surface and put into operation there.
  • the invention is based on the problem of providing a device which overcomes the disadvantages of the prior art.
  • a device is to be provided by which better mixing of the contents of the container is achieved.
  • the device should be reliable in operation in the long term and at the same time inexpensive to manufacture and maintain.
  • a device for injecting an essentially liquid substance into a container in particular into a fermentation or digestion tank, a spray nozzle being arranged on a nozzle holder which can be pivoted about at least one axis relative to a fixed fastening device by means of an adjusting device and can then be fixed again, and wherein the nozzle holder is connected to the fastening device in an articulated manner by a first liquid-tight connecting element.
  • the filler in the container is mixed.
  • the substance to be injected is preferably removed from the container itself, preferably at a point at which the liquid content of the filler in the container is relatively high.
  • the injection can take place above or below the fill level.
  • the spray direction of the spray nozzle can be adjusted by swiveling the nozzle holder.
  • the setting can also take place during the operation of the device.
  • the subsequent fixing of the nozzle holder ensures that the setting made does not change even under the influence of the liquid pressure.
  • vibrations of the nozzle holder during operation of the device for example due to the substance flow and / or due to the substance escaping from the spray nozzle, can be prevented by the fixation.
  • the device can be provided in a preassembled state and then fixed to the container by means of the fastening device. Existing containers can also be retrofitted.
  • the setting of the nozzle holder relative to the fastening device is preferably infinitely variable. The setting options can be predetermined by stop means implemented by the nozzle holder, the fastening device and / or the adjusting device.
  • the selected setting of the nozzle holder will remain unchanged during the operation of the device.
  • the connecting element is realized by a hose, preferably made of an elastic plastic that is sufficiently resistant to the substance to be injected.
  • the required flexibility can in particular can be provided by using a corrugated hose, for example in the embodiment as it is used for pipe connectors for use in the field of mineral oil products.
  • the adjusting device preferably has an adjusting means fixed to the nozzle holder, the position of which can be released, adjusted and fixed again relative to the fastening device.
  • the setting means can be realized by a threaded bolt which passes through an opening or bore in a flange or a lug of the fastening device and whose position in relation to the fastening device can be fixed by means of screwed-on nuts.
  • all types of joint bracing or joint fixation can be used.
  • the device for injecting furthermore has a stationary connection device for a feed line of the substance.
  • a stationary connection device for a feed line of the substance has the advantage that, for example, a rigid pipeline can be used as the feed line, since the position of the connecting device remains unchanged even when the nozzle holder is changed.
  • the nozzle holder is preferably articulated to the connection device by a second liquid-tight connecting element, which in turn can be formed in particular by a hose, preferably by a corrugated hose.
  • the connection device is preferably firmly connected to the fastening device and, for example, fixed to the wall of the container.
  • the nozzle holder is preferably arranged between the connection device and the fastening device.
  • the substance to be injected can also be water, rainwater, fresh manure, fresh sewage sludge, etc. or a mixture of these substances.
  • the nozzle holder can be adjusted relative to the fastening device by two axes enclosing a right angle.
  • the associated setting means can be arranged for both axes between the nozzle holder and the fastening device or for both axes between the nozzle holder and the connecting device. It is also possible to arrange a first setting means for a first axis between the nozzle holder and the fastening device, and to arrange a second setting means for the second axis between the nozzle holder and the connection device.
  • the spray direction of the spray nozzle can be varied continuously or stepwise during operation of the device in the manner of a sprinkling system, preferably by means of at least one motor drive device.
  • the entire fermentation chamber or predeterminable regions of the fermentation chamber can be covered, possibly with simultaneous variation of the pumping capacity and thus the spray width.
  • Varying the spray direction can take place continuously during operation in one swivel plane, while in the other swivel plane the variation can take place continuously or step by step.
  • the angular velocity of the swiveling can be constant or can be predetermined depending on the absolute value of the spray angle in relation to be a baseline.
  • the spray width can be varied continuously or step by step by changing the pump output.
  • the drive devices can be coupled to one another mechanically or in a program-controlled manner, so that a predefinable spray pattern can be processed, which can be dependent on parameters such as the composition of the filling material, service life of the filling material, filling level, temperature or the like.
  • the invention also relates to a container, in particular a fermentation or digester, with a device for injection according to the invention.
  • the fastening device of the device for injection is preferably fixed on a wall of the container.
  • the definition is preferably made both liquid-tight and gas-tight.
  • the fastening device preferably has a fastening flange which is fixed to an opening on the wall of the container.
  • the setting device of the device for injection can preferably be actuated from outside the container. The actuation takes place in particular manually after loosening the fixative
  • Adjustment By actuating from outside the container, it is not necessary to provide liquid-tight or even gas-tight bushings in the wall of the container for the setting medium.
  • the spray direction of the spray nozzle is angled relative to a normal direction of the nozzle holder.
  • the spray direction in a starting position of the spray nozzle differs from the radial direction with respect to the container.
  • the substance to be injected or a part thereof can be removed from the container by means of a suction nozzle which is spaced horizontally or vertically from the device for injecting and can be fed to the device for injecting via a supply line.
  • the intake manifold can be arranged below or above the device for injection.
  • a pump can be switched on in the feed line, in particular if the intake nozzle is arranged below or at the same height as the device for injecting.
  • the intake port as a device for injecting and, depending on the operating state of the container or depending on the consistency of the filler in the container, it is possible to pump from the first to the second device or vice versa.
  • injection devices can also be arranged vertically or circumferentially on the container, which are fed by one or more intake ports.
  • intake ports can also be arranged in different vertical or horizontal positions. The selection of the intake manifold to be used can also be made dependent on the respective operating state of the container or on the consistency of the filler in the container.
  • Fig. 1 shows a container according to the invention in schematic cross section
  • Fig. 2 shows a section of a container in which the device for injecting is above the fill level
  • Fig. 3 shows a section of a container in which the device for injecting is below the fill level .
  • FIG. 4 shows a section of a container in which the device for injecting is to the bottom of the container
  • Fig. 5 shows a device for injecting the substance according to the invention in cross section
  • Fig. 6 shows the device of Fig. 5 in a deflected state
  • 7 shows a plan view of a second exemplary embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 8 schematically shows the possible swivel and spray directions in a horizontal plane
  • FIG. 9 shows schematically the possible swivel and spray directions in a horizontal plane
  • FIG. 10 shows a third embodiment of an inventive
  • FIG. 1 1 shows a fourth embodiment of a device according to the invention in cross section.
  • Level 4 introduced an essentially liquid substance 5.
  • Substance 5 can be, for example, waste from agricultural holdings, in particular liquid manure, or sewage sludge from a municipal sewage treatment plant.
  • the substance 5 can also have solid particles, but is nevertheless of an essentially liquid consistency in the sense of the present invention.
  • the substance 5 can be mixed, for example, by a stirring propeller 6, the stirring propeller 6 preferably being arranged in or under a shaft through which substance 5 is sucked from below the fill level 4, the suction opening of the shaft 0.1 to 0.8 m and in particular about 0.3 m below the fill level 4.
  • the container 1 also has a device 10 according to the invention for injecting an essentially liquid substance 5 into the container 1.
  • the substance 5 is removed from a central region of the fill level 4 via an intake port 11 and fed via a feed line 12 to the device 10 and injected from the latter into the container 1.
  • Fig. 2 shows a section of a container 1, in which the
  • Ansaugstutzen .1 1 is arranged near the bottom of the container 1 and the substance 5 is pumped up by a pump 13 to the device 10 arranged above the level 4 for injection.
  • This arrangement has the advantage that the injected substance 5 comes into contact with the gas / air mixture in the space above the fill level 4 and is thereby activated for the desired fermentation or fermentation process.
  • 5 floating and covering layers can be broken up or dissolved by the substance hitting the surface.
  • Fig. 3 shows a section of a container 1, in which the intake port 1 1 is also arranged near the bottom of the container 1 and the pump 13 pumps the substance 5 to a device 10 for injection, which is arranged below, but near the level 4 is.
  • floating and covering layers can be broken up or dissolved or the substance 5 can be set in motion in the fermentation chamber 3.
  • the intake port 11 is arranged in the upper region, but below the fill level 4, and by means of the pump 13, the substance 5 downward to the device 10 arranged near the bottom of the container 1 is pumped for injection.
  • the substance 5 in the fermentation chamber 3 can be set in motion.
  • FIGS. 1 to 4 represent only a limited selection of the possibilities of the present invention.
  • a plurality of suction nozzles 11 can be provided in the vertical direction or in the circumferential direction of the container 1 and / or a plurality of devices 10 for injecting the substance 5 can be arranged.
  • the selection or connection of the intake manifold 1 1 with the devices 10 for injecting the substance 5 can be done manually or automatically controlled.
  • FIG. 5 shows a device 10 according to the invention for injecting the substance 5 into the container 1.
  • the spray nozzle 14 is arranged on a nozzle holder 15, which in the exemplary embodiment has a fastening flange 16.
  • the spray direction 17 of the spray nozzle 14 is angled with respect to the normal direction 18 of the nozzle holder 15, for example between 10 ° and 60 °, in particular about 25 °.
  • the spray nozzle 14 is chamfered at its open end and has a cross section that is smaller than that of the connection area of the nozzle holder 15. As a result, the exit velocity of the substance 5 is increased compared to the flow velocity in the feed line 12.
  • the nozzle holder 15 can also be pivoted by means of the adjusting device 20 about the axis running perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 5 and can be fixed in the pivoted position.
  • the adjusting device 20 has a fixed connection to the fastening flange 16 of the nozzle holder 15 by means of a cardan joint 21.
  • a threaded rod 22 is screwed or otherwise fixed into the end of the universal joint 21 remote from the fastening flange 16.
  • the threaded rod 22 is also guided in a longitudinally displaceable manner in an opening or bore in a tab 23, which in turn is fixedly attached to a flange 31 of a connecting device 30 for connecting the feed line 12.
  • the axial position of the threaded rod 22 with respect to the tab 23 can be fixed by two nuts 24, 25. In the starting position in FIG. 5, the normal direction 18 of the nozzle holder 15 is directed towards the center of the container 2.
  • connection device 30 is firmly connected via the carrier 32 to the flange 41 of the fastening device 40, which is gastight and liquid-tight the wall 2 of the container 1 shown only in sections is fixed.
  • the nozzle holder 15 is connected in an articulated manner to the fastening device 40 by a first liquid-tight connecting element 45, which is formed in particular as a corrugated hose from a sufficiently resistant polymer plastic.
  • the end of the hose is each tightly connected to a flange 46, 47, with which the first connecting element 45 is connected on the one hand in a liquid-tight manner to the flange 41 of the fastening device 40, and on the other hand is connected in a liquid-tight manner to the fastening flange 16 of the nozzle holder 15.
  • the fastening flange 16 of the nozzle holder 15 is connected to the connection device 30 by means of a second liquid-tight connecting element 35.
  • the second connecting element 35 is also designed as a corrugated hose made of a resistant polymer plastic.
  • the corrugated hose is connected to a flange 36, 37 in a gastight and liquid-tight manner.
  • the flanges 36, 37 are fixed on the one hand in a liquid-tight manner on the fastening flange 16 of the nozzle holder 15 and on the other hand in a liquid-tight manner on the flange 31 of the connecting device 30.
  • the first connecting element 45 has a larger diameter than the second connecting element 35.
  • FIG. 6 shows the device 10 of FIG. 5 in a deflected state.
  • the nut 24 was first rotated further in the direction of the universal joint 21 and then the threaded rod 22 was pulled through the tab 23.
  • the second nut 25 and the first nut 24 were then brought into contact with the bracket 23 and the position of the threaded rod 22 with respect to the bracket was thus fixed.
  • the mounting flange 16 of the nozzle holder 15 swivels through the angle 26 of, for example, 10 ° and thus also the spray direction 17a with respect to the spray direction 17 of the position in FIG. 5.
  • the articulation is determined by the corrugated hoses of the first or second connecting element 45, 35 is provided, wherein in addition to the pure deflection by the corrugated hoses, parallel displaceability can also be provided to a limited extent. It is possible to apply an angle measure to the threaded rod 22 or to a scale assigned to the threaded rod 22, so that the angular adjustment of the spray nozzle 14 can be carried out reliably from outside the container 1 without visual inspection of the position of the spray nozzle 14.
  • FIG. 7 shows a top view of a second exemplary embodiment of the device 1 10 according to the invention
  • the position of the nozzle holder in relation to the fastening device 40 or the connecting device 30 can be changed at three points which are arranged at the corner points of an imaginary equilateral triangle. As a result, the spray nozzle 14 can be adjusted in any spatial direction.
  • a total of three threaded rods 122a, 122b, 122c are provided for this purpose, which engage in corresponding tabs 123a, 123b, 123c of the flange 131.
  • the second connecting element 135 is also shown in dashed lines, and connects the fastening flange 116 of the device 110 to the flange 131 of the connection device in a liquid-tight manner.
  • the flange 136 of the second connecting element 1 35 is circular and has equidistantly distributed fastening holes.
  • FIG. 8 shows schematically the possible spray directions 17, 1 7a, 1 7b, which cover an angular range of approximately 90 °, in particular approximately 60 °, and in any case deviate from the normal direction 18 of the nozzle holder 15 directed towards the center of the container 1.
  • the swivel direction shown lies in a horizontal plane.
  • Fig. 9 shows schematically possible pivot directions in a vertical plane, i.e. the spray nozzle 14 is pivotable about a horizontal axis.
  • Devices 10 according to the invention for injecting the substance 5 can be arranged both above and below the fill level 4, as shown in FIG. 9. Above and below the fill level 4, all possible vertical and horizontal positions of the device 10 are possible.
  • a plurality of devices 10 according to the invention can also be arranged on the container and connected to one another in a fixed or specifiable manner, manually or automatically. It is also possible to distribute a liquid flow supplied by a pump 13, which is composed of the substance 5 in the container 2 and / or of freshly added fillers or water, over several devices 10 in the same or predeterminable different amounts.
  • FIG. 10 shows a third exemplary embodiment of a device 210 according to the invention in cross section.
  • the device 210 largely corresponds to the first exemplary embodiment of a device 10 according to the invention shown in FIG. 5; with regard to the corresponding features, reference is made to the description in this regard.
  • the representation of the third exemplary embodiment of the device 210 is enlarged compared to FIG. 5 and also supplemented by a schematic representation of the tubular feed line 212.
  • the device 210 has an adjusting device 220, by means of which the spraying direction 217 of the spray nozzle 214 can be varied continuously or stepwise during the operation of the device 210 in the manner of an irrigation system.
  • the spray direction 217 by means of a motor
  • Drive device 250 varies in a predetermined, controllable manner, which in the exemplary embodiment shown has an electric motor with an eccentric disk 251 attached to it.
  • the motor drive unit 250 is fixed to the flange 231 of the connection device 230 by means of the tab 223.
  • the connecting rod 252 is articulated at one point on the eccentric 251 outside the axis of rotation 253. At a remote location, the connecting rod 252 is hinged to the mounting flange 216 of the nozzle holder 215.
  • the fastening flange 216 is connected in an articulated manner to the flange 231 of the connection device 230 by a joint device 254.
  • the articulation device 254 can be a uniaxial articulation, in particular if the spraying direction 217 should only be pivotable in one plane.
  • the swivel range of the spray direction 217 is determined by the distance of the articulation point of the connecting rod 252 from the axis of rotation 253 and by the distance of the articulation point of the connecting rod 252 on the fastening flange 216 from the axis of rotation of the articulation device 254. If necessary, this distance can be changed manually or in a motor-driven manner, preferably also during operation of the device 210, so that the pivoting range of the spraying direction 217 can be changed.
  • the joint device 254 is preferably designed as a two-axis joint, for example as a universal joint or universal joint.
  • the spray direction 217 can be varied in two planes, in particular enclosing a right angle. Varying can be done by two separate motorized drive devices 250, each of which is assigned to a pivot plane of the spraying direction 217. This makes it possible to control the motor drive units 250 separately and to vary the spraying direction 217 continuously in a horizontal plane, for example with the first drive unit 250 shown in FIG. 10, and simultaneously the spraying direction 217 with a further drive device not shown in FIG. 10 to vary in a vertical plane.
  • Varying the spray direction 217 can take place continuously or stepwise in the two levels, or continuously in one level and stepwise in the other level.
  • the pump output of the pump 13 shown in FIGS. 2 to 4 can also be varied in a controlled manner in order to be able to additionally vary the range of the spray nozzle 214 in this way. This makes it possible to spray only certain areas of the fermentation chamber during operation of the device 210, for example in order to start, maintain, stop or change a desired movement of the substance 5 located in the container 1. It is also possible to sweep the entire fermentation chamber 3 continuously or discontinuously by changing the spraying direction 217 in the horizontal and / or vertical direction and by changing the spraying width. As a result, the entire surface of the substance 5 located in the container 1 is sprayed uniformly or predefinably unevenly.
  • the Drive device 250 can furthermore have a transmission, so that eccentric disk 251, for example, makes less than 10 revolutions per minute, in particular less than 5 revolutions per minute and preferably about 3 revolutions per minute.
  • the drive device 250 can be operated manually or controlled by a computer program. The latter applies in particular if two separate drive devices 250 are provided for two different swivel planes of the spray direction 21 7, which can then be controlled individually, in particular by a computer control program. However, it is also possible to provide a single drive unit 250 which drives coupled swiveling movements of the spray direction 21 7 via corresponding mechanical coupling devices, which can be predetermined and, if necessary, also adjustable.
  • FIG. 11 shows a fourth exemplary embodiment of a device 310 according to the invention in cross section.
  • a difference to the device 210 of FIG. 10 is the rotatable mounting of the spray nozzle 314 in the mounting flange 316, which has an opening for this purpose, through which the spray nozzle 314 passes and is then connected to the flange-shaped nozzle holder 315 or forms it in one piece.
  • the nozzle holder 315 can be releasably clamped between the flange-like end of the second connecting element 335 and the fastening flange 316 which can be pivoted by means of the articulation device 354 by means of fastening screws which are only indicated by dash-dotted lines in FIG. 1.
  • the nozzle holder 315 On its outer surface, has at least one tool engagement surface, for example a radial bore, by means of which the nozzle holder 315 and thus the spray nozzle 314 can be rotated and the spray angle can thus be adjusted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz (5) in einen Behälter (1), insbesondere in einen Gär- oder Faulbehälter, wobei eine Spritzdüse (14) an einem Düsenhalter (15) angeordnet ist, der mittels einer Einstelleinrichtung (20) gegenüber einer ortsfesten Befestigungseinrichtung (40) um mindestens eine Achse schwenkbar ist, und anschließend wieder fixierbar ist, und wobei der Düsenhalter (15) mit der Befestigungseinrichtung (40) durch ein erstes flüssigkeitsdichtes Verbindungselement (45) gelenkig verbunden ist, sowie einen Behälter (1), insbesondere Gär- oder Faulbehälter, mit einer solchen Vorrichtung (10).

Description

Vorrichtung zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz in einen Behälter, sowie Behälter mit einer solchen Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz in einen Behälter, insbesondere in einen Gär- oder Faulbehälter,, sowie einen Behälter mit einer solchen Vorrichtung.
Bei Gär- oder Faulbehältern, wie sie beispielsweise aus der DE 198 1 1 398 A1 bekannt sind, ist es jedenfalls von Zeit zu Zeit erforderlich oder beispielsweise für die Abscheidung von Faul- oder Biogas förderlich, die in dem Behälter befindliche Substanz zu durchmischen. Dies erfolgt nach dem Stand der Technik häufig durch Rührpropeller, die in der Substanz im Behälter angeordnet sind.
Darüber hinaus bilden sich in Abhängigkeit von der Art und Konsistenz der in den Behälter eingebrachten Substanz häufig Schwimm- oder Deckschichten, was grundsätzlich unerwünscht ist, weil beispielsweise die Abscheidung und/oder Entnahme von Biogas dadurch behindert ist.
Zum Aufbrechen dieser Schwimm- und Deckschichten gemäß dem Stand der Technik wird beispielsweise ein Rührpropeller an die Oberfläche geführt und dort in Betrieb gesetzt. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll eine Vorrichtung bereitgestellt werden, durch die eine bessere Durchmischung des Inhalts des Behälters erreicht wird. Bei einem Gär- oder Faulbehälter sollen insbesondere die sich bildenden Schwimm- und
Deckschichten aufgebrochen werden und die Gasabscheidung verbessert werden. Die Vorrichtung soll dauerhaft zuverlässig in Betrieb sein und dabei kostengünstig in der Herstellung und der Wartung.
Das Problem ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung und durch den im neben geordneten Anspruch bestimmten Gär- oder Faulbehälter gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.
Das Problem ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz in einen Behälter, insbesondere in einen Gär- oder Faulbehälter, wobei eine Spritzdüse an einem Düsenhalter angeordnet ist, der mittels einer EinStelleinrichtung gegenüber einer ortsfesten Befestigungseinrichtung um mindestens eine Achse schwenkbar ist und anschließend wieder fixierbar ist, und wobei der Düsenhalter mit der Befestigungseinrichtung durch ein erstes flüssigkeitsdichtes Verbindungselement gelenkig verbunden ist.
Durch das Einspritzen der Substanz wird ein Durchmischen des in dem Behälter befindlichen Füllstoffes bewirkt. Vorzugsweise wird die einzuspritzende Substanz aus dem Behälter selbst entnommen, vorzugsweise an einer Stelle, an welcher der Flüssigkeitsanteil des in dem Behälter befindlichen Füllstoffes relativ hoch ist. Das Einspritzen kann dabei oberhalb oder unterhalb des Füllstandes erfolgen. Durch ein Schwenken des Düsenhalters ist die Spritzrichtung der Spritzdüse einstellbar. Das Einstellen kann auch während des Betriebs der Vorrichtung erfolgen. Durch das sich an das Einstellen anschließende Fixieren des Düsenhalters ist sichergestellt, daß sich die vorgenommene Einstellung auch unter Einwirkung des Flüssigkeitsdruckes nicht verändert. Darüber hinaus können Vibrationen des Düsenhalters während des Betriebs der Vorrichtung, beispielsweise aufgrund des Substanzstromes und/oder aufgrund des Austretens der Substanz aus der Spritzdüse, durch die Fixierung verhindert werden.
Die Vorrichtung kann in einem vormontierten Zustand bereitgestellt werden und anschließend mittels der Befestigungseinrichtung an dem Behälter festgelegt werden. Es können auch bestehende Behälter nachgerüstet werden. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung des Düsenhalters gegenüber der Befestigungseinrichtung stufenlos. Die Einstellmöglichkeiten können durch von dem Düsenhalter, der Befestigungseinrichtung und/oder der EinStelleinrichtung realisierte Anschlagmittel vorgebbar begrenzt sein.
In vielen Anwendungsfällen wird die gewählte Einstellung des Düsenhalter während des Betriebes der Vorrichtung unverändert sein. Es ist aber auch möglich, die Einstellung des Düsenhalters während des Betriebes der Vorrichtung in der Art eines Beregnungssystems kontinuierlich zu variieren, insbesondere angetrieben durch den Strom der Substanz selbst.
In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist das Verbindungselement durch einen Schlauch realisiert, vorzugsweise aus einem gegenüber der einzuspritzenden Substanz ausreichend resistenten elastischen Kunststoff. Die geforderte Gelenkigkeit kann insbesondere durch Verwendung eines Wellschlauches bereitgestellt werden, beispielsweise in der Ausführungsart, wie er für Rohrverbinder für die Anwendung auf dem Gebiet der Mineralölprodukte eingesetzt wird.
Vorzugsweise weist die Einsteileinrichtung ein an dem Düsenhalter festgelegtes Einstellmittel auf, dessen Position gegenüber der Befestigungseinrichtung lösbar, einstellbar und wieder fixierbar ist. Im einfachsten Fall kann das Einstellmittel durch einen Gewindebolzen realisiert sein, der durch eine Öffnung oder Bohrung eines Flansches oder einer Lasche der Befestigungseinrichtung hindurchtritt und dessen Position in Bezug auf die Befestigungseinrichtung durch aufgeschraubte Muttern fixierbar ist. Alternativ hierzu können alle Arten einer Gelenkverspannung bzw. Gelenkfixierung eingesetzt werden.
In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung weist die Vorrichtung zum Einspritzen weiterhin eine ortsfeste Anschlußeinrichtung für eine Zuführleitung der Substanz auf. Dies hat den Vorteil, daß als Zuführleitung beispielsweise eine starre Rohrleitung verwendet werden kann, da die Position der Anschlußeinrichtung auch bei veränderter Einstellung des Düsenhalters unverändert bleibt.
Vorzugsweise ist der Düsenhalter mit der Anschlußeinrichtung durch ein zweites flüssigkeitsdichtes Verbindungselement gelenkig verbunden, das wiederum insbesondere durch einen Schlauch gebildet sein kann, vorzugsweise durch einen Wellschlauch. In diesem Fall ist vorzugsweise die Anschlußeinrichtung mit der Befestigungseinrichtung fest verbunden und beispielsweise an der Wand des Behälters festgelegt. Weiterhin ist in diesem Fall vorzugsweise der Düsenhalter zwischen der Anschlußeinrichtung und der Befestigungseinrichtung angeordnet. Bei der einzuspritzenden Substanz kann es sich auch um Wasser, Regenwasser, Frischgülle, frischer Klärschlamm usw. oder um eine Mischung aus diesen Stoffen handeln.
In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist der Düsenhalter gegenüber der Befestigungseinrichtung um zwei, einen rechten Winkel einschließende Achsen einstellbar. Die zugehörigen Einstellmittel können dabei für beide Achsen zwischen dem Düsenhalter und der Befestigungseinrichtung oder für beide Achsen zwischen dem Düsenhalter und der Anschlußeinrichtung angeordnet sein. Weiterhin ist möglich, ein erstes Einstellmittel für eine erste Achse zwischen dem Düsenhalter und der Befestigungseinrichtung anzuordnen, und ein zweites Einstellmittel für die zweite Achse zwischen dem Düsenhalter und der Anschlußeinrichtung anzuordnen.
In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist die Spritzrichtung der Spritzdüse während des Betriebs der Vorrichtung in der Art eines Beregnungssystems kontinuierlich oder schrittweise variierbar, und zwar vorzugsweise mittels mindestens einer motorischen Antriebseinrichtung. Dadurch kann, gegebenenfalls unter gleichzeitigem Variieren der Pumpleistung und damit der Spritzweite, der gesamte Gärraum oder vorgebbare Bereiche des Gärraums überstrichen werden.
Das Variieren der Spritzrichtung kann während des Betriebs in einer Schwenkebene kontinuierlich erfolgen, während in der anderen Schwenkebene das Variieren kontinuierlich oder schrittweise erfolgen kann. Die Winkelgeschwindigkeit des Schwenkens kann dabei gleichbleibend oder vorgebbar abhängig vom Absolutwert des Spritzwinkels in Bezug auf einen Ausgangswert sein. Gleichzeitig kann durch Verändern der Pumpleistung die Spritzweite kontinuierlich oder schrittweise variiert werden.
Die Antriebseinrichtungen können mechanisch oder programmgesteuert miteinander gekoppelt sein, so daß ein vorgebbares Spritzmuster abgearbeitet werden kann, das abhängig von Parametern wie beispielsweise der Zusammensetzung des Füllgutes, Standzeit des Füllgutes, Füllstand, Temperatur oder dergleichen sein kann.
Die Erfindung betrifft auch einen Behälter, insbesondere einen Gär- oder Faulbehälter, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einspritzen. Vorzugsweise ist dabei die Befestigungseinrichtung der Vorrichtung zum Einspritzen an einer Wand des Behälters festgelegt. Die Festlegung erfolgt vorzugsweise sowohl flüssigkeitsdicht als auch gasdicht. Hierzu weist die Befestigungseinrichtung vorzugsweise einen Befestigungsflansch auf, der an einer Öffnung an der Wand des Behälters festgelegt ist. Die EinStelleinrichtung der Vorrichtung zum Einspritzen ist dabei vorzugsweise von außerhalb des Behälters betätigbar. Das Betätigen erfolgt insbesondere manuell im Anschluß an das Lösen von Fixiermitteln der
EinStelleinrichtung. Durch die Betätigung von außerhalb des Behälters ist es nicht erforderlich, für die Einstell mittel flüssigkeitsdichte oder sogar gasdichte Durchführungen in der Wand des Behälters vorzusehen.
In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist die Spritzrichtung der Spritzdüse gegenüber einer Normalrichtung des Düsenhalters abgewinkelt. Insbesondere ist die Spritzrichtung in einer Ausgangsstellung der Spritzdüse von der Radialrichtung in Bezug auf den Behälter abweichend. Dadurch wird durch das Einspritzen der Substanz nicht nur eine Schwimm- oder Deckschicht aufgebrochen, sondern die in dem Behälter befindlichen Inhaltsstoffe können in eine Drehbewegung versetzt werden.
In einer besonderen Ausführungsart ist die einzuspritzende Substanz oder ein Teil davon mittels eines horizontal oder vertikal von der Vorrichtung zum Einspritzen beabstandeten Ansaugstutzens aus dem Behälter entnehmbar und der Vorrichtung zum Einspritzen über eine Zuführleitung zuführbar. Der Ansaugstutzen kann unterhalb oder oberhalb der Vorrichtung zum Einspritzen angeordnet sein. Insbesondere wenn der Ansaugstutzen unterhalb oder in gleicher Höhe wie die Vorrichtung zum Einspritzen angeordnet ist, kann eine Pumpe in die Zuführleitung eingeschaltet sein.
Weiterhin ist es möglich, auch den Ansaugstutzen als Vorrichtung zum Einspritzen auszubilden und in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Behälters bzw. in Abhängigkeit von der Konsistenz des in dem Behälter befindlichen Füllstoffes kann von der ersten zur zweiten Vorrichtung oder umgekehrt gepumpt werden. Es können auch mehrere Einspritzvorrichtungen vertikal oder in Umfangsrichtung verteilt an dem Behälter angeordnet sein, die von einem oder mehreren Ansaugstutzen gespeist werden. Entsprechend können auch mehrere Ansaugstutzen in unterschiedlicher vertikaler oder horizontaler Position angeordnet sein. Die Auswahl des zu verwendenden Ansaugstutzens kann dabei auch von dem jeweiligen Betriebszustand des Behälters oder von der Konsistenz des in dem Behälter befindlichen Füllstoffes abhängig gemacht werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Behälter im schematischen Querschnitt, Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters, bei dem die Vorrichtung zum Einspritzen oberhalb des Füllstandes ist, Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters, bei dem die Vorrichtung zum Einspritzen unterhalb des Füllstandes ist,
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters, bei dem die Vorrichtung zum Einspritzen nach dem Boden des Behälters ist, Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einspritzen der Substanz im Querschnitt, Fig. 6 zeigt die Vorrichtung der Fig. 5 in einem ausgelenkten Zustand, Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 8 zeigt schematisch die möglichen Schwenk- und Spritzrichtungen in einer horizontalen Ebene, Fig. 9 zeigt schematisch die möglichen Schwenk- und Spritzrichtungen in einer horizontalen Ebene, Fig. 10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung im Querschnitt, und Fig. 1 1 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt.
Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäßen Behälter 1 , insbesondere einen Gär- oder Faulbehälter, im schematischen Querschnitt. In einem von einer zylindrischen Wand 2 umschlossenen Gärraum 3 ist bis zu einem Füllstand 4 eine im wesentlichen flüssige Substanz 5 eingebracht. Bei der Substanz 5 kann es sich beispielsweise um Abfälle landwirtschaftlicher Betriebe handeln, insbesondere Gülle, oder Klärschlamm einer kommunalen Kläranlage. Das Substanz 5 kann dabei auch feste Partikel aufweisen, ist aber dennoch in einer im wesentlichen flüssigen Konsistenz im Sinne der vorliegenden Erfindung. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann die Substanz 5 beispielsweise durch einen Rührpropeller 6 durchmischt werden, wobei der Rührpropeller 6 vorzugsweise in oder unter einem Schacht angeordnet ist, durch den Substanz 5 von unterhalb des Füllstandes 4 abgesaugt wird, wobei die Ansaugöffnung des Schachtes 0,1 bis 0,8 m und insbesondere etwa 0,3 m unterhalb des Füllstandes 4 ist.
Der Behälter 1 weist außerdem eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 auf zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz 5 in den Behälter 1. In dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird hierzu die Substanz 5 aus einem mittleren Bereich des Füllstandes 4 über einen Ansaugstutzen 1 1 entnommen und über eine Zuführleitung 12 der Vorrichtung 10 zugeführt und von dieser in den Behälter 1 eingespritzt.
Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters 1, bei dem der
Ansaugstutzen .1 1 nahe dem Boden des Behälters 1 angeordnet ist und die Substanz 5 mittels einer Pumpe 13 nach oben zu der oberhalb des Füllstandes 4 angeordneten Vorrichtung 10 zum Einspritzen gepumpt wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die eingespritzte Substanz 5 mit dem Gas-/Luftgemisch im Raum oberhalb des Füllstandes 4 in Kontakt kommt und dadurch für den gewünschten Gär- oder Faulprozeß aktiviert wird. Außerdem können durch die auf die Oberfläche auftreffende Substanz 5 Schwimm- und Deckschichten aufgebrochen oder aufgelöst werden. Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters 1 , bei dem der Ansaugstutzen 1 1 ebenfalls nahe dem Boden des Behälters 1 angeordnet ist und die Pumpe 13 die Substanz 5 zu einer Vorrichtung 10 zum Einspritzen pumpt, die unterhalb, aber nahe dem Füllstand 4 angeordnet ist. Dadurch können Schwimm- und Deckschichten aufgebrochen oder aufgelöst werden oder die Substanz 5 im Gärraum 3 in Bewegung gesetzt werden.
Die Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters 1 , bei dem der Ansaugstutzen 1 1 im oberen Bereich, aber unterhalb des Füllstandes 4 angeordnet ist, und mittels der Pumpe 13 die Substanz 5 nach unten zu der nahe dem Boden des Behälters 1 angeordneten Vorrichtung 10 zum Einspritzen gepumpt wird. Dadurch können Sedimentschichten aufgelöst werden oder die Substanz 5 im Gärraum 3 in Bewegung gesetzt werden.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Anordnungen des Ansaugstutzens 1 1 bzw. der Vorrichtung 10 zum Einspritzen der Substanz 5 stellen nur eine beschränkte Auswahl der Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung dar. Insbesondere können in Vertikalrichtung oder in Umfangsrichtung des Behälters 1 mehrere Ansaugstutzen 1 1 und/oder mehrere Vorrichtungen 10 zum Einspritzen der Substanz 5 angeordnet sein. Die Auswahl bzw. Verschaltung der Ansaugstutzen 1 1 mit den Vorrichtungen 10 zum Einspritzen der Substanz 5 kann manuell oder automatisch gesteuert erfolgen.
Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellte Vorrichtung 0 zum Einspritzen der Substanz 5 in den Behälter 1 weist eine EinStelleinrichtung auf, die innerhalb des Behälters 1 angeordnet ist und entweder von innerhalb des Behälters 1 betätigt wird, oder die zugehörigen Betätigungsmittel durch die Wand 2 des Behälters 1 hindurchgeführt werden müssen. Die Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Einspritzen der Substanz 5 in den Behälter 1. Die Spritzdüse 14 ist an einem Düsenhalter 1 5 angeordnet, der im Ausführungsbeispiel einen Befestigungsflansch 16 aufweist. Die Spritzrichtung 17 der Spritzdüse 14 ist gegenüber der Normalrichtung 18 des Düsenhalters 15 abgewinkelt, beispielsweise zwischen 10° und 60°, insbesondere etwa 25°. Außerdem ist die Spritzdüse 14 an ihrem offenen Ende abgeschrägt und weist eine gegenüber dem Anschlußbereich des Düsenhalters 15 verkleinerten Querschnitt auf. Dadurch wird die Austrittsgeschwindigkeit der Substanz 5 gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit in der Zuführleitung 12 erhöht.
Der Düsenhalter 15 ist mittels der EinStelleinrichtung 20 ebenfalls um die senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 5 verlaufende Achse schwenkbar und in der geschwenkten Position fixierbar. Die Einsteileinrichtung 20 weist hierzu eine feste Verbindung mit dem Befestigungsflansch 16 des Düsenhalters 15 mittels eines Kardangelenks 21 auf. In das von dem Befestigungsflansch 16 fernen Ende des Kardangelenks 21 ist eine Gewindestange 22 eingeschraubt oder anderweitig festgelegt. Die Gewindestange 22 ist weiterhin längs verschiebbar in einer Öffnung oder Bohrung einer Lasche 23 geführt, die ihrerseits fest an einem Flansch 31 einer Anschlußeinrichtung 30 für den Anschluß der Zuführleitung 12 festgelegt ist. Die axiale Position der Gewindestange 22 in Bezug auf die Lasche 23 kann durch zwei Muttern 24, 25 fixiert werden. In der Ausgangsposition der Fig. 5 ist die Normalrichtung 18 des Düsenhalters 15 auf das Zentrum des Behälters 2 gerichtet.
Die Anschlußeinrichtung 30 ist über den Träger 32 fest mit dem Flansch 41 der Befestigungseinrichtung 40 verbunden, der gas- und flüssigkeitsdicht an der Wand 2 des nur ausschnittsweise dargestellten Behälters 1 festgelegt ist. Der Düsenhalter 15 ist mit der Befestigungseinrichtung 40 durch ein erstes flüssigkeitsdichtes Verbindungselement 45 gelenkig verbunden, das insbesondere als Wellschlauch aus einem ausreichend resistenten Polymerkunststoff gebildet ist. Der Schlauch ist endseitig jeweils dicht mit einem Flansch 46, 47 verbunden, mit dem das erste Verbindungselement 45 einerseits flüssigkeitsdicht mit dem Flansch 41 der Befestigungseinrichtung 40 verbunden ist, und andererseits flüssigkeitsdicht mit dem Befestigungsflansch 16 des Düsenhalters 15 verbunden ist.
In entsprechender Weise ist der Befestigungsflansch 16 des Düsenhalters 15 mittels eines zweiten flüssigkeitsdichten Verbindungselements 35 mit der Anschlußeinrichtung 30 verbunden. Auch das zweite Verbindungselement 35 ist als Wellschlauch aus einem resistenten Polymerkunststoff ausgebildet. Endseitig ist der Wellschlauch jeweils mit einem Flansch 36, 37 gas- und flüssigkeitsdicht verbunden. Die Flansche 36, 37 sind einerseits flüssigkeitsdicht an dem Befestigungsflansch 16 des Düsenhalters 1 5 festgelegt und andererseits flüssigkeitsdicht an dem Flansch 31 der Anschlußeinrichtung 30 festgelegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das erste Verbindungselement 45 einen größeren Durchmesser auf als das zweite Verbindungselement 35.
Die Fig. 6 zeigt die Vorrichtung 10 der Fig. 5 in einem ausgelenkten Zustand. Hierzu wurde zunächst ausgehend vom Zustand der Fig. 5 die Mutter 24 weiter in Richtung auf das Kardangelenk 21 gedreht und anschließend die Gewindestange 22 durch die Lasche 23 hindurch gezogen. Nach Vornahme der Einstellung wurde daraufhin die zweite Mutter 25 und die erste Mutter 24 in Anlage an die Lasche 23 gebracht und somit die Position der Gewindestange 22 in Bezug auf die Lasche fixiert. Durch das Herausziehen der Gewindestange 22 verschwenkt der Befestigungsflansch 16 des Düsenhalters 1 5 um den Winkel 26 von beispielsweise 10° und damit auch die Spritzrichtung 17a gegenüber der Spritzrichtung 1 7 der Position der Fig. 5. Die Gelenkigkeit wird von den Wellschläuchen des ersten bzw. zweiten Verbindungselements 45, 35 bereitgestellt, wobei neben der reinen Auslenkung durch die Wellschläuche auch eine Parallelverschiebbarkeit in begrenztem Umfang bereitgestellt werden kann. Es ist möglich, auf der Gewindestange 22 oder einer der Gewindestange 22 zugeordneten Skala ein Winkelmaß aufzutragen, so daß die Winkeleinstellung der Spritzdüse 14 von außerhalb des Behälters 1 zuverlässig vorgenommen werden kann, ohne visuelle Kontrolle der Stellung der Spritzdüse 14.
Die Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 10. Der Befestigungsflansch 1 16 des
Düsenhalters kann an drei Stellen, die an den Eckpunkten eines gedachten gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, in seiner Position in Bezug auf die Befestigungseinrichtung 40 bzw. die Anschlußeinrichtung 30 verändert werden. Dadurch ist die Spritzdüse 14 in jeder beliebigen Raumrichtung einstellbar. Hierzu sind insgesamt drei Gewindestangen 122a, 122b, 122c vorgesehen, die in entsprechende Laschen 123a, 123b, 123c des Flansches 131 eingreifen. Gestrichelt ist außerdem das zweite Verbindungselement 135 dargestellt, das den Befestigungsflansch 1 16 der Vorrichtung 1 10 mit dem Flansch 131 der Anschlußeinrichtung flüssigkeitsdicht verbindet. Der Flansch 136 des zweiten Verbindungselements 1 35 ist kreisringförmig und weist äquidistant verteilte Befestigungslöcher auf.
Die Fig. 8 zeigt schematisiert die möglichen Spritzrichtungen 17, 1 7a, 1 7b, die einen Winkelbereich von annähernd 90° abdecken, insbesondere etwa 60°, und jedenfalls von der auf das Zentrum des Behälters 1 gerichteten Normalrichtung 18 des Düsenhalters 15 abweichen. Die dargestellte Schwenkrichtung liegt dabei in einer horizontalen Ebene.
Die Fig. 9 zeigt schematisch mögliche Schwenkrichtungen in einer vertikalen Ebene, d.h. die Spritzdüse 14 ist um eine horizontale Achse schwenkbar. Erfindungsgemäße Vorrichtungen 10 zum Einspritzen der Substanz 5 können dabei wie in der Fig. 9 dargestellt sowohl oberhalb als auch unterhalb des Füllstandes 4 angeordnet sein. Oberhalb wie unterhalb des Füllstandes 4 sind alle möglichen vertikalen und horizontalen Positionen der Vorrichtung 10 möglich.
Es können auch mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen 10 an dem Behälter angeordnet und fest oder vorgebbar auswählbar, manuell oder automatisch, miteinander verbunden werden. Es ist auch möglich, einen von einer Pumpe 13 gelieferten Flüssigkeitsstrom, der sich aus der in dem Behälter 2 befindlichen Substanz 5 und/oder aus frisch zugeführten Füllstoffen oder Wasser zusammensetzt, auf mehrere Vorrichtungen 10 in gleichen oder vorgebbar unterschiedlichen Mengen zu verteilen.
Die Fig. 10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 210 im Querschnitt. Die Vorrichtung 210 weist weitgehend Übereinstimmung mit dem in der Fig. 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 auf; hinsichtlich der übereinstimmenden Merkmale wird auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen. Die Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 210 ist gegenüber der Fig. 5 vergrößert und außerdem um eine schematische Darstellung der rohrförmigen Zuführleitung 212 ergänzt. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 5 weist die Vorrichtung 210 eine EinStelleinrichtung 220 auf, durch welche die Spritzrichtung 217 der Spritzdüse 214 während des Betriebs der Vorrichtung 210 in der Art eines Beregnungssystems kontinuierlich oder schrittweise variierbar ist. Insbesondere wird die Spritzrichtung 217 mittels einer motorischen
Antriebseinrichtung 250 vorgebbar gesteuert variiert, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Elektromotor mit einer daran angebrachten Exzenterscheibe 251 aufweist. Die motorische Antriebseinheit 250 ist mittels der Lasche 223 an dem Flansch 231 der Anschlußeinrichtung 230 festgelegt. Die Verbindungsstange 252 ist an einer Stelle gelenkig an der Exzenterscheibe 251 außerhalb der Drehachse 253 festgelegt. An einer entfernten Stelle ist die Verbindungsstange 252 am Befestigungsflansch 216 des Düsenhalters 215 angelenkt.
Gleichzeitig ist der Befestigungsflansch 216 durch eine Gelenkeinrichtung 254 gelenkig mit dem Flansch 231 der Anschlußeinrichtung 230 verbunden. Bei der Gelenkeinrichtung 254 kann es sich um ein einachsiges Gelenk handeln, insbesondere wenn die Spritzrichtung 217 nur in einer Ebene schwenkbar sein soll. Der Schwenkbereich der Spritzrichtung 217 ist dabei durch den Abstand des Anlenkpunktes der Verbindungsstange 252 von der Drehachse 253 sowie durch den Abstand des Anlenkpunktes der Verbindungsstange 252 an dem Befestigungsflansch 216 von der Drehachse der Gelenkeinrichtung 254 bestimmt. Gegebenenfalls ist dieser Abstand manuell oder motorisch angetrieben veränderbar, vorzugsweise auch während des Betriebes der Vorrichtung 210, so dass der Schwenkbereich der Spritzrichtung 217 veränderbar ist.
Vorzugsweise ist die Gelenkeinrichtung 254 als zweiachsiges Gelenk ausgelegt, beispielsweise als Kreuzgelenk oder Kardangelenk. In diesem Fall kann die Spritzrichtung 217 in zwei, insbesondere einen rechten Winkel einschließenden Ebenen, variierbar sein. Das Variieren kann durch zwei separate motorische Antriebseinrichtungen 250 erfolgen, von denen jede einer Schwenkebene der Spritzrichtung 217 zugeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die motorischen Antriebseinheiten 250 getrennt anzusteuern und beispielsweise mit der in der Fig. 10 dargestellten ersten Antriebseinheit 250 die Spritzrichtung 217 kontinuierlich in einer horizontalen Ebene zu variieren und gleichzeitig mit einer in der Fig. 10 nicht dargestellten weiteren Antriebseinrichtung die Spritzrichtung 217 in einer vertikalen Ebene zu variieren.
Das Variieren der Spritzrichtung 217 kann dabei in den beiden Ebenen jeweils kontinuierlich oder schrittweise, oder in einer Ebene kontinuierlich und in der anderen Ebene schrittweise erfolgen. Zusätzlich zum Variieren der Spritzrichtung 217 kann darüber hinaus die Pumpenleistung der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Pumpe 13 vorgebbar gesteuert variiert werden, um auf diesem Wege die Reichweite der Spritzdüse 214 zusätzlich variieren zu können. Dadurch ist es möglich, beim Betrieb der Vorrichtung 210 lediglich bestimmte Bereich des Gärraums zu bespritzen, beispielsweise um eine gewünschte Bewegung der im Behälter 1 befindlichen Substanz 5 in Gang zu setzen, aufrechtzuerhalten, zu stoppen oder zu verändern. Ebenso ist es möglich, durch Verändern der Spritzrichtung 217 in horizontaler und/oder vertikaler Richtung sowie durch Verändern der Spritzweite den gesamten Gärraum 3 kontinuierlich oder diskontinuierlich zu überstreichen. Dadurch wird die gesamte Oberfläche der in dem Behälter 1 befindlichen Substanz 5 gleichmäßig oder vorgebbar ungleichmäßig bespritzt.
Für viele Anwendungsfälle sind Schwenkwinkel der Spritzrichtung 217 von weniger als 90°, insbesondere etwa 60°, ausreichend. Die Antriebseinrichtung 250 kann weiterhin ein Getriebe aufweisen, so dass die Exzenterscheibe 251 beispielsweise weniger als 10 Umdrehungen pro Minute ausführt, insbesondere weniger als 5 Umdrehungen pro Minute und vorzugsweise etwa 3 Umdrehungen pro Minute.
Die Antriebseinrichtung 250 kann manuell oder durch ein Computerprogramm gesteuert betreibbar sein. Letzteres gilt insbesondere, wenn für zwei unterschiedliche Schwenkebenen der Spritzrichtung 21 7 zwei separate Antriebseinrichtungen 250 vorgesehen sind, die dann insbesondere von einem Computersteuerprogramm einzeln angesteuert werden können. Möglich ist aber auch, eine einzige Antriebseinheit 250 vorzusehen, die über entsprechende mechanische Koppeleinrichtungen vorgebbar, und gegebenenfalls auch einstellbar, gekoppelte Schwenkbewegungen der Spritzrichtung 21 7 antreibt.
Die Fig. 1 1 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 310 im Querschnitt. Ein Unterschied zur Vorrichtung 210 der Fig. 10 besteht in der drehbaren Lagerung der Spritzdüse 314 im Befestigungsflansch 316, der hierfür eine Öffnung aufweist, durch welche die Spritzdüse 314 hindurchtritt und anschließend mit dem flanschartig ausgebildeten Düsenhalter 315 verbunden ist oder diesen einstückig ausbildet. Der Düsenhalter 315 ist mittels in der Fig. 1 1 nur strichpunktiert angedeuteter Befestigungsschrauben lösbar zwischen dem flanschartig ausgebildeten Ende des zweiten Verbindüngselements 335 und dem mittels der Gelenkeinrichtung 354 schwenkbaren Befestigungsflansch 316 dichtend klemmbar. Auf seiner Außenfläche weist der Düsenhalter 315 mindestens eine Werkzeugangriffsfläche auf, beispielsweise eine Radialbohrung, mittels welcher der Düsenhalter 315 und mithin die Spritzdüse 314 drehbar und damit der Spritzwinkel einstellbar ist.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1 . Vorrichtung (10) zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz (5) in einen Behälter (1 ), insbesondere in einen Gär- oder Faulbehälter, wobei eine Spritzdüse (14) an einem Düsenhalter (1 5) angeordnet ist, der mittels einer EinStelleinrichtung (20) gegenüber einer ortsfesten Befestigungseinrichtung (40) um mindestens eine Achse schwenkbar ist, und anschließend wieder fixierbar ist, und wobei der Düsenhalter (15) mit der Befestigungseinrichtung (40) durch ein erstes flüssigkeitsdichtes Verbindungselement (45) gelenkig verbunden ist.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (40) an dem Behälter (1 ) festlegbar ist.
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter (15) gegenüber der Befestigungseinrichtung (40) um zwei, einen rechten Winkel einschließende Achsen einstellbar ist.
4. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter (15) gegenüber der Befestigungseinrichtung (40) stufenlos einstellbar ist.
5. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (45) ein Schlauch ist, insbesondere ein Wellschlauch.
6. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsteileinrichtung (20) ein an dem Düsenhalter (15) festgelegtes Einstellmittel (22) aufweist, dessen Position gegenüber der Befestigungseinrichtung (40) lösbar, einstellbar und wieder fixierbar ist.
7. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zum Einspritzen weiterhin eine ortsfeste Anschlußeinrichtung (30) für eine Zuführleitung (12) der Substanz (5) aufweist.
8. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter (15) mit der Anschlußeinrichtung (30) durch ein zweites flüssigkeitsdichtes Verbindungselement (35) gelenkig verbunden ist.
9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinrichtung (30) mit der Befestigungseinrichtung (40) fest verbunden ist.
10. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter (15) zwischen der Anschlußeinrichtung (30) und der Befestigungseinrichtung (40) angeordnet ist.
1 1 . Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzrichtung (17) der Spritzdüse (14) gegenüber einer Normalrichtung (18) des Düsenhalters (15) abgewinkelt ist.
12. Vorrichtung (210) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzrichtung (21 7) der Spritzdüse (214) während des Betriebs der Vorrichtung (210) in der Art eines Beregnungssystems kontinuierlich oder schrittweise variierbar ist.
13. Vorrichtung (210) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzrichtung (21 7) der Spritzdüse (214) mittels einer motorischen Antriebseinrichtung (250) vorgebbar gesteuert variierbar ist.
14. Vorrichtung (210) nach Anspruch 12 oder 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzrichtung (217) der Spritzdüse (214) kontinuierlich oder schrittweise um zwei Raumrichtungen schwenkbar ist, die vorzugsweise einen rechten Winkel einschließen.
15. Behälter (1 ), insbesondere Gär- oder Faulbehälter, mit einer
Vorrichtung (10) zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
16. Behälter (1 ) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (40) der Vorrichtung (10) zum Einspritzen an einer Wand (2) des Behälters (1) festgelegt ist.
17. Behälter (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (40) mittels eines Flansches (41 ) an einer Öffnung in der Wand (2) des Behälters (1 ) flüssigkeitsdicht und vorzugsweise auch gasdicht befestigt ist.
18. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die EinStelleinrichtung (20) der Vorrichtung (10) zum Einspritzen von außerhalb des Behälters (1 ) betätigbar ist.
1 9. Behälter (1 ) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausgangsstellung die Spritzrichtung (1 7) der Spritzdüse (14) von der Radialrichtung in Bezug auf den Behälter (1 ) abweicht.
20. Behälter (1 ) nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines horizontal oder vertikal von der Vorrichtung (10) zum Einspritzen beabstandeten Ansaugstutzens (1 1 ) die Substanz (5) aus dem Behälter (1) entnehmbar und der Vorrichtung (10) zum Einspritzen über eine Zuführleitung (12) zuführbar ist.
PCT/EP2004/000604 2003-04-15 2004-01-24 Vorrichtung zum einspritzen einer im wesentlichen flüssigen substanz in einen behälter, sowie behälter mit einer solchen vorrichtung WO2004092323A1 (de)

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