DE20111480U1 - Device for fermenting organic substances - Google Patents
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Description
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Vorrichtung zum Gären organischer SubstanzenDevice for fermenting organic substances
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gären organischer Substanzen, insbesondere einen Gär- oder Faulbehälter, mit einem die organischen Substanzen aufnehmenden Gärraum, der eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete Längsachse aufweist und in dem eine motorisch antreibbare Rühreinrichtung angeordnet ist, mittels der die organischen Substanzen durchmischbar sind. Die durch das Gären entstehenden Gär- oder Faulgase werden aufgefangen und beispielsweise einer thermischen Verwertung zugeführt mit oder ohne thermoelektrische Energiewandlung, insbesondere in einem sogenannten Blockheizkraftwerk.The invention relates to a device for fermenting organic substances, in particular a fermentation or digestion tank, with a fermentation chamber that accommodates the organic substances, which has a substantially vertically aligned longitudinal axis and in which a motor-driven stirring device is arranged, by means of which the organic substances can be mixed. The fermentation or digestion gases produced by the fermentation are collected and, for example, fed to thermal utilization with or without thermoelectric energy conversion, in particular in a so-called combined heat and power plant.
Aus dem Stand der Technik sind gattungsgemäße Vorrichtungen mit unterschiedlichen Bezeichnungen wie Faulbehälter oder Biogasreaktor bekannt. Die bekannten Vorrichtungen lassen sich insbesondere in solche mit horizontaler und solche mit vertikaler Längsachse unterteilen.Generic devices with different names such as digester or biogas reactor are known from the state of the art. The known devices can be divided into those with a horizontal and those with a vertical longitudinal axis.
So zeigen die DE 33 09 356 A1 und die DE 44 16 521 A1 eine liegende Vorrichtung mit um die horizontale Längsachse drehbarer Rühreinrichtung, wobei die Rührmittel am Boden des Gärraums sich absetzendes Sediment aufrühren sollen.For example, DE 33 09 356 A1 and DE 44 16 521 A1 show a horizontal device with a stirring device that can be rotated about the horizontal longitudinal axis, whereby the stirring means are intended to stir up sediment settling on the bottom of the fermentation chamber.
2020
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Die DE 32 39 304 A1 zeigt eine ebenfalls liegende Vorrichtung mit mehreren quer zur horizontalen Längsachse um jeweils eine horizontale Rührachse drehbaren Rühreinrichtungen.DE 32 39 304 A1 shows a similarly horizontal device with several stirring devices that can be rotated transversely to the horizontal longitudinal axis about a horizontal stirring axis.
Die DE 32 26 698 Al zeigt eine liegende Vorrichtung mit einer um die horizontale Längsachse drehbare sowie schneckenförmige Rühr- und Fördermittel aufweisenden Rühr- bzw. Fördereinrichtung.DE 32 26 698 A1 shows a horizontal device with a stirring or conveying device that can be rotated about the horizontal longitudinal axis and has worm-shaped stirring and conveying means.
Die DE 37 37 870 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Biogas mit einem im wesentlichen zylindrischen Gärraum mit vertikal ausgerichteter Längsachse, in dem zur Durchmischung der organischen Substanzen zwei parallel zur Längsachse vertikal bewegbare Mischkörper aus Beton vorgesehen sind, die innerhalb der Flüssigkeit auf und ab bewegbar sind.
15DE 37 37 870 A1 shows a method and a device for producing biogas with an essentially cylindrical fermentation chamber with a vertically aligned longitudinal axis, in which two mixing bodies made of concrete are provided for mixing the organic substances, which can be moved vertically parallel to the longitudinal axis and can be moved up and down within the liquid.
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Die aus der DE 197 56 485 A1 bekannte Vorrichtung, von der die vorliegende Erfindung als nächstkommender Stand der Technik ausgeht, weist einen die organischen Substanzen bis zu einem Füllstand aufnehmenden Gärraum mit vertikaler Längsachse und eine Mischeinrichtung in Form eines Rührwerks auf. Das Rührwerk saugt über ein Rührrohr oder einen Rührschacht die organischen Substanzen aus einem Bereich nahe des Füllstandes ab und sorgt auf diese Weise für eine gute Durchmischung der zu vergärenden bzw. faulenden Substanzen.The device known from DE 197 56 485 A1, from which the present invention is based as the closest prior art, has a fermentation chamber with a vertical longitudinal axis that receives the organic substances up to a filling level and a mixing device in the form of an agitator. The agitator sucks the organic substances from an area close to the filling level via a stirring tube or a stirring shaft and in this way ensures good mixing of the substances to be fermented or putrefied.
Insbesondere beim Einsatz landwirtschaftlicher Produkte und Abfallprodukte, beispielsweise Stroh, Heu oder Gülle, zur Bereitstellung der organischen Substanzen bilden sich beispielsweise an der Oberfläche der organischen Substanzen, in Abhängigkeit der Faulbedingungen und der organischen Substanzen eventuell auch im Volumen, verhältnismäßig dickeIn particular, when agricultural products and waste products, such as straw, hay or liquid manure, are used to provide the organic substances, relatively thick deposits form on the surface of the organic substances, depending on the digestion conditions and the organic substances, possibly also in volume.
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und zähe Schwimm- und Deckschichten aus. Diese behindern das Aufsteigen und Austreten von Faulgas und damit den Gär- bzw. Faulprozeß. Zum Aufbrechen oder Auflösen dieser Schichten muß das aus dem Stand der Technik bekannte Rührwerk mit hoher Leistung betrieben werden und selbst dann ist das Aufbrechen unter bestimmten Bedingungen nicht oder nur unzureichend möglich. Darüber hinaus sind bei großvolumigen Rühreinrichtungen die erforderlichen Kräfte und insbesondere Drehmomente sehr groß und erfordern aufwendige und kosten intensive Konstruktionen zur Gewährleistung eines dauerhaft stabilen Betriebes.and tough floating and covering layers. These prevent the rise and escape of digestion gas and thus the fermentation or digestion process. In order to break up or dissolve these layers, the agitator known from the state of the art must be operated at high power and even then, under certain conditions, breaking up is not possible or only possible to a limited extent. In addition, the forces and particularly torques required for large-volume agitators are very high and require complex and costly constructions to ensure long-term stable operation.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Gären organischer Substanzen bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden. Insbesondere soll die Gasabscheidung erhöht sein und der Gärprozeß beschleunigt werden. Die Vorrichtung soll dabei einfach und kostengünstig aufgebaut sein und auch bei großen Vorrichtungen die mechanische Stabilität gewährleistet sein. Das zugehörige Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung soll einfach und zuverlässig sein, insbesondere bei Bedarf automatisierbar sein.The invention is based on the problem of providing a device for fermenting organic substances which overcomes the disadvantages of the prior art. In particular, the gas separation should be increased and the fermentation process accelerated. The device should be simple and inexpensive to construct and mechanical stability should be guaranteed even in large devices. The associated method for operating the device should be simple and reliable, and in particular it should be able to be automated if necessary.
Das Problem ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.The problem is solved by the device defined in claim 1. Particular embodiments of the invention are defined in the subclaims.
Dadurch, dass die Rühreinrichtung Rührmittel aufweist, die um eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete Rührachse drehbar sind und von der im wesentlichen vertikal ausgerichteten Rührachse radial beabstandet sind, lassen sich auch großvolumige Vorrichtungen mit sehr effizienten Rühreinrichtungen ausstatten, die dennoch verhältnismäßig einfach im Aufbau und daher kostengünstig in der Herstellung und im Betrieb sind undBecause the stirring device has stirring means which can be rotated about a substantially vertically aligned stirring axis and are radially spaced from the substantially vertically aligned stirring axis, even large-volume devices can be equipped with very efficient stirring devices which are nevertheless relatively simple in construction and therefore inexpensive to manufacture and operate and
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sich dennoch dauerhaft stabil und mit hoher Energieausbeute betreiben lassen. Wenn die Antriebskraft der Rühreinrichtung von der Rührachse radial beabstandet an der Rühreinrichtung angreift, läßt sich aufgrund der erhöhten Hebel länge bei verhältnismäßig geringem Kraftaufwand ein sehr hohes Drehmoment bereitstellen. Dadurch ist der Konstruktions- und Energieaufwand bei der Antriebseinrichtung weiter reduziert.can still be operated permanently and stably with a high energy yield. If the driving force of the stirring device acts on the stirring device at a radial distance from the stirring axis, a very high torque can be provided with relatively little effort due to the increased lever length. This further reduces the design and energy expenditure for the drive device.
Dadurch, das die radialen Abstände von mindestens zwei Rührmitteln von der Rührachse unterschiedlich sind, durchlaufen diese beim Drehen der Rühreinrichtung Kreisbahnen oder mindestens Kreissegmente, die einen unterschiedlichen Abstand zur Rührachse aufweisen. Dadurch können gleichzeitig randnahe Bereiche des Gärraumes wie auch zentrische Bereiche des Gärraumens durchmischt werden.Because the radial distances of at least two agitators from the agitator axis are different, when the agitator rotates they move along circular paths or at least circular segments that are at different distances from the agitator axis. This means that areas of the fermentation chamber near the edge as well as central areas of the fermentation chamber can be mixed simultaneously.
Dadurch, daß eine erste Menge von mindestens zwei, vorzugsweise vier Rührarmen sich von der Rührachse weg in den Gärraum hinein erstreckt, werden beim Drehen der Rühreinrichtung auch Bereiche des Gärraumes durchmischt, die in Umfangsrichtung um die Rührachse voneinander beabstandet sind. Je nach konstruktiver Ausgestaltung und/oder geometrischer Abmessung können auch die Rührarme bereits als Rührmittel wirken. Vorzugsweise weisen die Rührarme der ersten Menge unterschiedliche Längen auf, so daß die Rührarme der ersten Menge unterschiedlich weit von der Rührachse in den Gärraum hineinreichen. In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung liegen die Rührarme der ersten Menge in einer ersten Ebene, die vorzugsweise mit der Rührachse einen rechten Winkel einschließt und insbesondere im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Alternativ oder ergänzend hierzu können die Rührarme mit der Rührachse auch einen spitzen Winkel einschließen. Vorzugsweise sind die Rührarme der ersten Menge über ersteBecause a first set of at least two, preferably four stirring arms extends from the stirring axis into the fermentation chamber, when the stirring device is rotated, areas of the fermentation chamber that are spaced apart from one another in the circumferential direction around the stirring axis are also mixed. Depending on the structural design and/or geometric dimensions, the stirring arms can also act as stirring means. The stirring arms of the first set preferably have different lengths, so that the stirring arms of the first set extend different distances from the stirring axis into the fermentation chamber. In a special embodiment of the invention, the stirring arms of the first set lie in a first plane, which preferably forms a right angle with the stirring axis and is in particular aligned essentially horizontally. Alternatively or in addition to this, the stirring arms can also form an acute angle with the stirring axis. The stirring arms of the first set are preferably connected via first
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Versteifungsmittel miteinander paarweise verbunden, insbesondere verlaufen diese ersten Versteifungsmittel ebenfalls innerhalb der ersten Ebene. Dadurch wird in der Art einer Tragwerkskonstruktion eine wirksame Aussteifung der Rühreinrichtung erreicht, die nur ein geringes Volumen und eine geringe Masse aufweißt.Stiffening elements are connected to one another in pairs, in particular these first stiffening elements also run within the first level. This achieves effective stiffening of the agitator device in the manner of a supporting structure, which has only a small volume and a low mass.
In einer besonderen Ausführungsart erstreckt sich von der ersten Menge beabstandet eine zweite Menge von mindestens zwei, vorzugsweise vier Rührarmen von der Rührachse weg in den Cärraum hinein. Die Rührarme der zweiten Menge bilden dabei vorzugsweise eine zweite Ebene, die parallel zur ersten Ebene verläuft. Dadurch ist eine besonders wirkungsvolle Durchmischung des gesamte Gärraumvolumens gewährleistet.In a special embodiment, a second set of at least two, preferably four stirring arms extends from the stirring axis into the fermentation chamber at a distance from the first set. The stirring arms of the second set preferably form a second plane that runs parallel to the first plane. This ensures particularly effective mixing of the entire fermentation chamber volume.
In einer besonderen Ausführungsart sind die miteinander korrespondierenden Rührarmen der ersten und zweiten Menge, die beispielsweise im wesentlichen axial übereinander liegen und/oder eine übereinstimmende Länge aufweisen, von der Rührachse beabstandet, insbesondere nahe ihren von der Rührachse entfernten Enden, über vorzugsweise im wesentlichen parallel zur Rührachse verlaufende zweite Versteifungsmittel miteinander paarweise verbunden. Die zweiten Versteifungsmittel verlaufen vorzugsweise im wesentlichen vertikal und können insbesondere an den Enden der Rührarme der ersten und zweiten Menge festgelegt sein. Entsprechend der unterschiedlichen Länge der Rührarme können die zweiten Versteifungsmittel unterschiedliche radiale Abstände von der Rührachse aufweisen. Alternativ oder ergänzend zur vorstehend beschriebenen Aussteifung der Rühreinrichtung können die Rührarme der ersten und zweiten Menge über vorzugsweise schräg zur Rührachse verlaufende dritte Versteifungsmittel miteinander paarweise verbunden sein. Alternativ oder ergänzend können die drittenIn a special embodiment, the corresponding stirring arms of the first and second sets, which for example lie essentially axially one above the other and/or have a matching length, are spaced from the stirring axis, in particular near their ends remote from the stirring axis, and are connected to one another in pairs via second stiffening means which preferably run essentially parallel to the stirring axis. The second stiffening means preferably run essentially vertically and can in particular be fixed to the ends of the stirring arms of the first and second sets. Depending on the different lengths of the stirring arms, the second stiffening means can have different radial distances from the stirring axis. Alternatively or in addition to the stiffening of the stirring device described above, the stirring arms of the first and second sets can be connected to one another in pairs via third stiffening means which preferably run obliquely to the stirring axis. Alternatively or in addition, the third
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Versteifungsmittel auch zwischen den Rührarmen und den zweiten Versteifungsmitteln und/oder zwischen den Rührarmen und der Rührachse angeordnet bzw. mit diesen verbunden sein. Insgesamt bilden die Rührarme und die Versteifungsmittel eine Art Gestellrahmen, an dem die Rührmittel lösbar festlegbar sind. Die Rührmittel ihrerseits können an den Rührarmen und/oder den Versteifungsmitteln festlegbar sein, insbesondere auch unter Verwendung von Rührmittelträgern, die an den Rührarmen und/oder den Versteifungsmitteln festlegbar sind und die Rührmittel tragen.Stiffening means can also be arranged between the stirring arms and the second stiffening means and/or between the stirring arms and the stirring axis or connected to them. Overall, the stirring arms and the stiffening means form a type of frame to which the stirring means can be detachably secured. The stirring means can in turn be secured to the stirring arms and/or the stiffening means, in particular also using stirring means supports which can be secured to the stirring arms and/or the stiffening means and which carry the stirring means.
In einer besonderen Ausführungsart greift die Antriebskraft nahe dem radial äußeren Ende der Rühreinrichtung an, insbesondere an einem Rührarm oder einem Versteifungsmittel. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Rühreinrichtung um die Rührachse abwechselnd in einer ersten Drehrichtung und anschließend in entgegengesetzter Drehrichtung bewegbar ist. Dadurch sind auch sich nahe dem Rand des Gärraums bildende oder absetzende Schichten oder Verklumpungen auflösbar. Die Antriebskraft wird vorzugsweise mittels eines im Wesentlichen nur Zugkräfte übertragenden Kraftübertragungsmittels, insbesondere eines Transmissionsseils, Transmissionsriemens oder einer Transmissionskette, von einer Antriebseinrichtung auf die Rühreinrichtung übertragen. Dadurch ist ein mechanisch einfacher und robuster Aufbau gewährleistet. In einer besonderen Ausführungsart sind zwei Kraftübertragungsmittel mit ihrem jeweils ersten Ende an der Rühreinrichtung festgelegt und mit ihrem davon beabstandeten Abschnitt auf jeweils einer Haspel aufwickelbar, wobei die beiden Haspeln abwechselnd und motorisch antreibbar drehbar sind.In a special embodiment, the driving force acts near the radially outer end of the stirring device, in particular on a stirring arm or a stiffening means. It is particularly advantageous if the stirring device can be moved around the stirring axis alternately in a first direction of rotation and then in the opposite direction of rotation. This also makes it possible to break up layers or clumps that form or settle near the edge of the fermentation chamber. The driving force is preferably transmitted from a drive device to the stirring device by means of a power transmission means that essentially only transmits tensile forces, in particular a transmission cable, transmission belt or a transmission chain. This ensures a mechanically simple and robust structure. In a special embodiment, two power transmission means are each fixed to the stirring device with their first end and can be wound up with their spaced-apart section on a reel, with the two reels being able to rotate alternately and be driven by a motor.
Vorzugsweise sind die beiden Haspeln auf einer gemeinsamen motorisch antreibbaren Welle angeordnet und abwechselnd in drehfeste Verbindung mit der Welle bringbar. Dadurch wird die Rühreinrichtung abwechselnd hin- und herbewegt. Wenn die eine Haspel in drehfester Verbindung mitPreferably, the two reels are arranged on a common motor-driven shaft and can be alternately brought into a rotationally fixed connection with the shaft. This causes the stirring device to move back and forth alternately. If one reel is in a rotationally fixed connection with
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der Welle ist, befindet sich die andere Haspel im Freilauf gegenüber der Welle. Abweichend von dieser bevorzugten Ausführungsform ist auch ein endlos umlaufendes Kraftübertragungsmittel realisierbar, beispielsweise in Form einer mit an der Rühreinrichtung festgelegten Zahnreihe zusammenwirkenden Kette oder eines endlos umlaufenden Seils oder Riemens, der in Reibschluß mit der Rühreinrichtung ist.the shaft, the other reel is in freewheeling position opposite the shaft. Deviating from this preferred embodiment, an endlessly rotating power transmission means can also be implemented, for example in the form of a chain interacting with a row of teeth fixed to the stirring device or an endlessly rotating rope or belt which is in frictional engagement with the stirring device.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antriebseinrichtung außerhalb des Cärraums angeordnet ist. Die motorische Antriebeinheit ist dabei vorzugsweise oberhalb des Füllstandes außerhalb des Cärraums angeordnet. Demgegenüber ist die Durchführung des Kraftübertragungsmittels von der Antriebseinrichtung zur Rühreinrichtung vorzugsweise unterhalb des Füllstandes des Gärraums angeordnet, weil dadurch auf einfache und durch die organische Substanzen selbstdichtende Wirkung eine gasdichte Durchführung des Kraftübertragungsmittels gewährleistet ist.It is particularly advantageous if the drive device is arranged outside the fermentation chamber. The motor drive unit is preferably arranged above the filling level outside the fermentation chamber. In contrast, the passage of the power transmission means from the drive device to the stirring device is preferably arranged below the filling level of the fermentation chamber, because this ensures a gas-tight passage of the power transmission means in a simple and self-sealing manner due to the organic substances.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch vorteilhaft zu betreiben, wobei die Einrichtung zum Aufbrechen mindestens dann betrieben wird, wenn sich an der Oberfläche der organischen Substanzen im Gärraum eine den Aufstieg von Gasblasen behinderte Schwimm- oder Deckschicht gebildet hat. Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Rühreinrichtung auch jeweils um eine vorgebbare Zahl von Umdrehungen oder Umdrehungsteilen betrieben werden um bei Erreichen des Endpunktes in umgekehrter Drehrichtung zurückbewegt zu werden.The device according to the invention can also be operated advantageously, whereby the device for breaking up is operated at least when a floating or covering layer has formed on the surface of the organic substances in the fermentation chamber, which prevents the rise of gas bubbles. Alternatively or in addition to this, the stirring device can also be operated by a predeterminable number of revolutions or parts of revolutions in order to be moved back in the opposite direction of rotation when the end point is reached.
Die Behinderung des Gasaufstiegs und damit der erforderliche Zeitpunkt zum Betreiben der Rühreinrichtung, insbesondere zur Drehrichtungsumkehr kann auf unterschiedliche Weise ermittelt werden,The obstruction of the gas rise and thus the time required to operate the stirring device, in particular to reverse the direction of rotation, can be determined in different ways,
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beispielsweise aufgrund gewonnener Erfahrungswerte gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Prozeßbedingungen und/oder Art und Zusammensetzung der eingefüllten organischen Substanzen, Messung der Gasabscheidung, Messung des Temperaturverlaufs und/oder Messung der Dicke der sich bildenden Schwimm- bzw. Deckschicht. Außerdem kann die Rühreinrichtung in vorgebbaren Zeitabständen betrieben werden, die im wesentlichen von den Prozeßbedingungen abhängig sind.for example, based on empirical values, possibly taking into account the process conditions and/or the type and composition of the organic substances added, measuring the gas separation, measuring the temperature profile and/or measuring the thickness of the floating or covering layer that forms. In addition, the stirring device can be operated at predeterminable time intervals, which essentially depend on the process conditions.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. 15Further advantages, features and details of the invention emerge from the subclaims and the following description, in which an embodiment is described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination. 15
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt,Fig. 1 shows a side view of a device according to the invention in cross section,
Fig. 2 zeigt Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 1, Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. 1 im Bereich der Antriebseinrichtung,Fig. 2 shows a top view of the device of Fig. 1, Fig. 3 shows an enlarged side view of the device of Fig. 1 in the area of the drive device,
Fig. 4 zeigt eine gegenüber der Fig. 3 weiter vergrößerte Seitenansicht imFig. 4 shows a further enlarged side view compared to Fig. 3 in the
Bereich der Antriebseinrichtung, und Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung im Bereich der Antriebseinrichtung,.
Fig. 6 zeigt eine unvollständige Seitenansicht eines zweitenArea of the drive device, and Fig. 5 shows a plan view of the device in the area of the drive device.
Fig. 6 shows an incomplete side view of a second
Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 7 zeigt das weitere Rührmittel,Embodiment of the invention,
Fig. 7 shows the further stirring means,
Fig. 8 zeigt in vergrößerter Darstellung die obere Aufhängung der Rührachse der Fig. 6, undFig. 8 shows an enlarged view of the upper suspension of the stirring axis of Fig. 6, and
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Fig. 9 zeigt in vergrößerter Darstellung den unteren Lagerpunkt der Rührachse aus der Fig. 6.Fig. 9 shows an enlarged view of the lower bearing point of the stirring axis from Fig. 6.
Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt. Im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel bildet die Vorrichtung einen Gär- bzw. Faulbehälter 1 mit einem die organischen Substanzen bis zu einem Füllstand 2a aufnehmenden Gärraum 2, der eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete Längsachse 25 aufweist. In dem Gärraum 2 ist eine motorisch antreibbare Rühreinrichtung 3 angeordnet, mittels der die organischen Substanzen durchmischbar sind. Die Rühreinrichtung 3 weist Rührmittel 3a, 3b auf, die um eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete Rührachse 4 drehbar sind. Die Rührmittel 3a, 3b sind dabei von der Rührachse 4 radial beabstandet.Fig. 1 shows a side view of the device according to the invention in cross section. In the first embodiment shown, the device forms a fermentation or digestion tank 1 with a fermentation chamber 2 which receives the organic substances up to a filling level 2a and has a substantially vertically aligned longitudinal axis 25. A motor-driven stirring device 3 is arranged in the fermentation chamber 2, by means of which the organic substances can be mixed. The stirring device 3 has stirring means 3a, 3b which can be rotated about a substantially vertically aligned stirring axis 4. The stirring means 3a, 3b are radially spaced from the stirring axis 4.
Hinsichtlich des äußeren Aufbaus entspricht der Gär- oder Faulbehälter 1 im wesentlichen dem Stand der Technik, insbesondere wie aus der DE 197 56 485 A1 bekannt, auf die diesbezüglich verwiesen und voll umfänglich Bezug genommen wird. Dies betrifft insbesondere das Vorsehen einer Heizeinrichtung 5a, einer Wärmeisolation 5b und einer im wesentlichen die Tragfähigkeit bereitstellenden Wandung 11. Der in einem Sumpf 6 mündende Ablauf 7 ist durch einen Gülleschieber 8 absperrbar. Der Gärraum 2 kann über ein Mannloch 23 (Fig. 2) von außen zugänglich sein. Oberhalb des Gärraums 2 weist der Faulbehälter 1 einen Gasraum 20 auf, der insbesondere durch eine integrierte und eine aufblähbare Hülle 21 aufweisende Gashaube gebildet ist, und in dem ein beim Faulen der organischen Substanzen entstehender gasförmiger Energieträger auffangbar ist. Um eine Aufliegen der Hülle 21 auf den organischen Substanzen zu verhindern, ist die Hülle 21 mit Abspannseilen 22 am oberen Rand des Faulbehälters 1 befestigt. Im Gasraum 20 kann eine (nicht dargestellte)With regard to the external structure, the fermentation or digestion tank 1 essentially corresponds to the state of the art, in particular as known from DE 197 56 485 A1, to which reference is made in this regard and referred to in full. This relates in particular to the provision of a heating device 5a, a thermal insulation 5b and a wall 11 which essentially provides the load-bearing capacity. The outlet 7 which opens into a sump 6 can be shut off by a slurry valve 8. The fermentation chamber 2 can be accessed from the outside via a manhole 23 (Fig. 2). Above the fermentation chamber 2, the digestion tank 1 has a gas chamber 20 which is formed in particular by an integrated gas hood having an inflatable casing 21 and in which a gaseous energy carrier which is produced during the digestion of the organic substances can be collected. In order to prevent the casing 21 from resting on the organic substances, the casing 21 is attached to the upper edge of the digester 1 with guy ropes 22. In the gas space 20, a (not shown)
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Schichdicken-Messeinrichtung zur Bestimmung der Dicke einer sich an der Oberfläche der organischen Substanzen bildenden Deckschicht angeordnet sein. Ein Dach 9 schützt die Hülle 21 vor Witterungseinflüßen. Weiterhin kann der Faulbehälter 1 eine Gasinhaltsanzeige, eine Temperaturmesseinrichtung sowie eine Druckmesseinrichtung einschließlich einer Über- oder Unterdrucksicherung aufweisen, die den Faulbehälter 1 vor einer mechanischen Überbeanspruchung schützt.A layer thickness measuring device for determining the thickness of a covering layer forming on the surface of the organic substances can be arranged. A roof 9 protects the casing 21 from the effects of the weather. Furthermore, the digestion tank 1 can have a gas content indicator, a temperature measuring device and a pressure measuring device including an overpressure or underpressure safety device which protects the digestion tank 1 from mechanical overload.
Die Rühreinrichtung 3 weist eine erste Menge von mindestens zwei, vorzugsweise vier Rührarmen 10a bis 10d auf, die sich von der Rührachse weg in den Gärraum 2 hinein erstrecken. Die Rührarme 10a bis 10d der ersten Menge weisen dabei unterschiedliche Längen auf, insbesondere ist der in der Darstellung der Fig. 1 linke Rührarm 10a kürzer als der in der rechten Bildhälfte dargestellte Rührarm 10c, aber länger als der senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Rührarm 10b. Die Rührarme 10a bis 10d liegen in einer ersten Ebene, die im wesentlichen horizontal verläuft und nahe dem Füllstand 2a des Gärraums angeordnet ist, insbesondere nahe dem oberen Ende der Rührachse 4.The stirring device 3 has a first set of at least two, preferably four stirring arms 10a to 10d, which extend from the stirring axis into the fermentation chamber 2. The stirring arms 10a to 10d of the first set have different lengths, in particular the stirring arm 10a on the left in the illustration in Fig. 1 is shorter than the stirring arm 10c shown in the right half of the image, but longer than the stirring arm 10b running perpendicular to the plane of the drawing. The stirring arms 10a to 10d lie in a first plane which runs essentially horizontally and is arranged near the filling level 2a of the fermentation chamber, in particular near the upper end of the stirring axis 4.
Eine zweite Menge von mindestens zwei, vorzugsweise vier Rührarmen 12a bis 12d erstreckt sich ebenfalls von der Rührachse 4 weg radial in den Gärraum 2 hinein. Die zweite Menge der Rührarme 12a bis 12d ist dabei von der ersten Menge der Rührarme 10a bis 10d axial beabstandet und insbesondere nahe dem Boden des Gärraums 2 angeordnet. Die Festlegung der vorzugsweise aus Stahl- oder Aluminiumrohren bestehenden Rührarme 10a bis 10d, 12a bis 12d an der Rührachse 4 kann in an sich bekannter Weise erfolgen, beispielsweise durch Verschrauben, Verschweißen, Vernieten, Verpressen oder unter Verwendung von Schellen. Die Rührachse 4 kann beispielsweise durch ein Rohr gebildet sein, das auf einemA second set of at least two, preferably four stirring arms 12a to 12d also extends radially away from the stirring axis 4 into the fermentation chamber 2. The second set of stirring arms 12a to 12d is axially spaced from the first set of stirring arms 10a to 10d and is arranged in particular near the bottom of the fermentation chamber 2. The stirring arms 10a to 10d, 12a to 12d, which preferably consist of steel or aluminum tubes, can be attached to the stirring axis 4 in a manner known per se, for example by screwing, welding, riveting, pressing or using clamps. The stirring axis 4 can be formed, for example, by a tube which is mounted on a
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Lagerpfahl 14 oder einem Lagerrohr, vorzugsweise aus Stahl, drehbar gelagert ist, beispielsweise mittels einer Buchse, insbesondere aus Kunststoff, nahe oder am unteren und/oder oberen Ende. Der Lagerpfahl bzw. das Lagerrohr ist in einem Betonfundament 13 fest im Boden verankert. Soweit erforderlich, kann auch das obere Ende des Lagerpfahls 14 bzw. des Lagerrohrs radial abgestützt sein, beispielsweise durch (nicht dargestellte) Stützstangen oder Stützseile zum Rand des Faulbehälters 1. Es ist insbesondere denkbar, das obere Ende des Lagerpfahls 14 bzw. Lagerrohrs bis oberhalb des Füllstandes 2a zu führen, nahe oder am oberen Ende ein vorzugsweise scheibenförmiges Abspannelement festzulegen, an dem wiederum die radial abstehenden Stützelemente festgelegt werden. Es können beispielsweise 4 bis 12 Stützelemente, insbesondere 6 bis 8 Stützelemente gleichverteilt über den Umfang vorgesehen sein, die gleichzeitig als Auflage für die Hülle 21 dienen, so dass eine separate Abspannung der Hülle 21 entfallen kann.Bearing pile 14 or a bearing pipe, preferably made of steel, is rotatably mounted, for example by means of a bushing, in particular made of plastic, near or at the lower and/or upper end. The bearing pile or the bearing pipe is firmly anchored in the ground in a concrete foundation 13. If necessary, the upper end of the bearing pile 14 or the bearing pipe can also be supported radially, for example by support rods or support cables (not shown) to the edge of the digester 1. It is particularly conceivable to lead the upper end of the bearing pile 14 or the bearing pipe to above the filling level 2a, to fix a preferably disk-shaped guying element near or at the upper end, to which in turn the radially projecting support elements are fixed. For example, 4 to 12 support elements, in particular 6 to 8 support elements can be provided evenly distributed over the circumference, which simultaneously serve as a support for the casing 21, so that separate guying of the casing 21 can be omitted.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rührarme 10a bis 10d der ersten Menge und die Rührarme 12a bis 12d der zweiten Menge jeweils paarweise sowohl hinsichtlich ihrer radialen Ausrichtung als auch ihrer Länge deckungsgleich. Die jeweils miteinander korrespondierenden Rührarme 10a, 12a der ersten und zweiten Menge sind an ihrem von der Rührachse 4 entfernten Enden über jeweils eine parallel zur Rührachse 4 verlaufendes zweites Versteifungsmittel 16a bis 16d miteinander verbunden. Lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit ist das (in der Fig.2 sichtbare) zweite Versteifungsmittel 16c in der Fig. 1 nicht dargestellt. Etwa in der Mitte ihrer Länge ist an den miteinander korrespondierenden Rührarmen 10a, 12a ein Rührmittelträger 17 festgelegt, an dessen oberem Ende das erste Rührmittel 3a angeordnet ist. Dieses ragt im Ausführungsbeispiel etwa zur Hälfte über den Füllstand 2a hinaus. DurchIn the embodiment shown, the stirring arms 10a to 10d of the first set and the stirring arms 12a to 12d of the second set are each congruent in pairs both in terms of their radial alignment and their length. The corresponding stirring arms 10a, 12a of the first and second sets are connected to each other at their ends remote from the stirring axis 4 via a second stiffening means 16a to 16d running parallel to the stirring axis 4. The second stiffening means 16c (visible in Fig. 2) is not shown in Fig. 1 for reasons of clarity only. Approximately in the middle of their length, a stirring means carrier 17 is fixed to the corresponding stirring arms 10a, 12a, at the upper end of which the first stirring means 3a is arranged. In the embodiment shown, this protrudes approximately halfway beyond the filling level 2a.
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eine entsprechende Formgebung und/oder Ausrichtung kann das erste Rührmittel 3a beim Drehen der Rühreinrichtung 3 an der Oberfläche gebildete Schwimm- oder Deckschichten aufschieben oder unterpflügen, jedenfalls aufbrechen und mit den übrigen Substanzen vermischen. Am unteren Ende ist an dem Rührmittelträger 17 das zweite Rührmittel 3b festgelegt, das durch seine Formgebung und/oder Ausrichtung insbesondere ein Zuführen der sich am Boden des Gärraums 2 bildenden Sedimente in den Sumpf 6 gewährleistet, von aus die Sedimente über den Ablauf 7 aus dem Gärraum 2entnehmbar sind.With a corresponding shape and/or orientation, the first stirring means 3a can push up or plough under floating or covering layers formed on the surface when the stirring device 3 is rotated, or in any case break them up and mix them with the other substances. The second stirring means 3b is fixed to the stirring means carrier 17 at the lower end, which, through its shape and/or orientation, ensures in particular that the sediments forming on the floor of the fermentation chamber 2 are fed into the sump 6, from where the sediments can be removed from the fermentation chamber 2 via the outlet 7.
Die Rührarme 10a bis 10d, 12a bis 12d der ersten und zweiten Menge sind über schräg und insbesondere in einem Winkel von etwa 45° zur Rührachse 4 verlaufende dritte Versteifungsmittel 18a bis 18 d miteinander paarweise verbunden. Ein drittes Rührmittel 3c ist an dem von der Rührachse 4 entfernten Ende des Rührarms 12c der zweiten Menge angeordnet und sorgt insbesondere für eine Zuführung der sich am Boden des Gärraums 2 absetzenden Sedimente in Richtung auf den Sumpf 6.The stirring arms 10a to 10d, 12a to 12d of the first and second sets are connected to one another in pairs via third stiffening means 18a to 18d which run obliquely and in particular at an angle of approximately 45° to the stirring axis 4. A third stirring means 3c is arranged at the end of the stirring arm 12c of the second set which is remote from the stirring axis 4 and in particular ensures that the sediments which settle on the bottom of the fermentation chamber 2 are fed in the direction of the sump 6.
Typische Abmessungen des dargestellten Gär- oder Faulbehälters 1 sind beispielsweise eine Höhe von 10 bis 15 Metern, ein Durchmesser von 10 Metern oder mehr und einem Gaspuffer-Speichervolumen von beispielsweise 300 m3.Typical dimensions of the fermentation or digestion tank 1 shown are, for example, a height of 10 to 15 meters, a diameter of 10 meters or more and a gas buffer storage volume of, for example, 300 m 3 .
Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig.1. Die Rührarme 10a bis 10d der ersten Menge sind dabei jeweils paarweise über erste Versteifungsmittel 15a bis 15d miteinander verbunden, die in der Ebene der von den Rührarmen 10a bis 10d aufgespannten horizontalen Ebene liegen. Sowohl die Rührarme 10a bis 10d, 12a bis 12d, als auch die ersten, zweiten und/oder dritten Versteifungsmittel 15a bis 15d, 16a bis 16d, 18aFig. 2 shows a top view of the device of Fig. 1. The stirring arms 10a to 10d of the first set are connected to each other in pairs via first stiffening means 15a to 15d, which lie in the plane of the horizontal plane spanned by the stirring arms 10a to 10d. Both the stirring arms 10a to 10d, 12a to 12d, as well as the first, second and/or third stiffening means 15a to 15d, 16a to 16d, 18a
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bis 18d können in Rohr- oder Stangenform ausgebildet sein und/oder bereits als Rührmittel der Rühreinrichtung 3 wirksam sein. Gegenüber einem nach Kundenwunsch positionierbaren Mannloch 23 ist die Gasentnahme aus dem Gasraum 20 angeordnet. 5to 18d can be designed in the form of a tube or rod and/or can already be effective as a stirring means of the stirring device 3. The gas extraction from the gas chamber 20 is arranged opposite a manhole 23 which can be positioned according to the customer's requirements. 5
Die in der Fig. 2 nur schematisch dargestellte Antriebseinrichtung 26 ist nachfolgend in den Fig. 3 bis 5 detaillierter beschrieben. Die Antriebskraft wird mittels eines im wesentlichen nur Zugkräfte übertragenden Kraftübertragungsmittels, im Ausführungsbeispiels mittels eines ersten und zweiten Seils 27a, 27b auf die Rühreinrichtung 3 übertragen. Insbesondere ist ein erstes Ende eines ersten Seils 27a am Ort 28a, etwa im mittleren Bereich des Rührarms 10c der ersten Menge festgelegt. Wird mittels der Antriebseinrichtung 26 an dem ersten Seil 27a gezogen, setzt sich die Rühreinrichtung 3 in Bewegung, und zwar in der Darstellung der Fig. 2 im Uhrzeigersinn. Das erste Seil 27a wird dabei auf eine erste Haspel 29a aufgewickelt (Fig. 5). Das zweite Seil 27b wird dabei von einer zweiten Haspel 29b (Fig. 5) abgewickelt und ist im Ausführungsbeispiel am Ort 28b am Rührarm 10a der ersten Menge festgelegt. Durch entsprechende Zugkraft auf das zweite Seil 27b kann die Rühreinrichtung 3 in der Darstellung in der Fig. 2 im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden. Durch abwechselndes Ziehen am ersten Seil 27a und am zweiten Seil 27b kann die Rühreinrichtung 3 hin- und herbewegt werden, vorzugsweise jeweils mindestens um eine volle Umdrehung. Die Drehgeschwindigkeit kann dabei in Abhängigkeit von der Geometrie des Faulbehälters 1 beispielsweise zwischen einer Umdrehung pro Minute und etwa einer Umdrehung pro Stunde liegen.The drive device 26, which is only shown schematically in Fig. 2, is described in more detail below in Figs. 3 to 5. The drive force is transmitted to the stirring device 3 by means of a force transmission means which essentially only transmits tensile forces, in the exemplary embodiment by means of a first and second cable 27a, 27b. In particular, a first end of a first cable 27a is fixed at location 28a, approximately in the middle area of the stirring arm 10c of the first set. If the first cable 27a is pulled by the drive device 26, the stirring device 3 starts moving, specifically in a clockwise direction in the illustration in Fig. 2. The first cable 27a is wound onto a first reel 29a (Fig. 5). The second cable 27b is unwound from a second reel 29b (Fig. 5) and is fixed at location 28b on the stirring arm 10a of the first set in the exemplary embodiment. By applying a corresponding pulling force to the second rope 27b, the stirring device 3 can be rotated counterclockwise in the illustration in Fig. 2. By alternately pulling on the first rope 27a and the second rope 27b, the stirring device 3 can be moved back and forth, preferably at least by one full revolution each time. The rotation speed can be between one revolution per minute and approximately one revolution per hour, for example, depending on the geometry of the digester 1.
Die Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht der Vorrichtung der Fig.1 im Bereich der Antriebseinrichtung 26. Die Seile 27a, 27b werden dabeiFig. 3 shows an enlarged side view of the device of Fig. 1 in the area of the drive device 26. The cables 27a, 27b are
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unterhalb des Füllstandes 2a durch die Wandung 11 hindurch geführt, wobei die organischen Substanzen selbst hierbei eine ausreichende gasdichte Abdichtung bilden und den Austritt von Gas zuverlässig verhindern. Die Seile 27a, 27b werden um eine (um eine horizontale Achse frei drehbare) erste Umlenkrolle 30 oder alternativ über eine feststehenden Umlenkpfosten nach oben umgelenkt und auf eine oberhalb des Füllstandes 2a angeordnete erste bzw. zweite Haspel 29a, 29b auf- bzw. von dieser abgewickelt. Wie nachstehend noch eingehender beschrieben, ist jeweils eine der Haspel 29a, 29b in drehfester Verbindung mit einer Welle 31 bringbar, die über eine Riemenscheibe 32 und einen Transmissionsriemen 33 von einem Elektromotor 34 antreibbar ist. In der jeweiligen Endstellung der Rühreinrichtung 3 kann diese auch bei erhöhtem Kraftaufwand nicht weiter bewegt werden. Grundsätzlich kommt daher in Betracht, diese Endstellung über den entstehenden Kraftsprung, beispielsweise am Elektromotor 34, über den entstehenden Reibschlupf oder dgl. zu detektieren. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird allerdings ein Detektieren über entsprechende Endschalter bevorzugt.below the filling level 2a through the wall 11, whereby the organic substances themselves form a sufficient gas-tight seal and reliably prevent the escape of gas. The ropes 27a, 27b are deflected upwards around a first deflection roller 30 (which can rotate freely around a horizontal axis) or alternatively over a fixed deflection post and are wound onto or unwound from a first or second reel 29a, 29b arranged above the filling level 2a. As described in more detail below, one of the reels 29a, 29b can be brought into a rotationally fixed connection with a shaft 31 which can be driven by an electric motor 34 via a pulley 32 and a transmission belt 33. In the respective end position of the stirring device 3, it cannot be moved any further, even with increased force. In principle, it is therefore possible to detect this end position via the resulting force jump, for example on the electric motor 34, via the resulting friction slip or the like. In the embodiment shown, however, detection via corresponding limit switches is preferred.
Im Bereich des Austritts der Seile 27a, 27b und insbesondere oberhalb des Füllstands 2a kann noch eine Abstreifvorrichtung zum Abstreifen von organischen Substanzen von den Seilen 27a, 27b vorgesehen sein, um zu verhindern, daß die Haspel übermäßig verschmutzt werden. Eine solche Abstreifeinrichtung kann beispielsweise aus einer vorzugsweise geschlitzten Hülse bestehen, die zylindrisch oder konisch und in Richtung auf den Füllstand 2a sich verjüngend ausgebildet sein kann.In the area where the ropes 27a, 27b exit and in particular above the filling level 2a, a stripping device for stripping organic substances from the ropes 27a, 27b can be provided in order to prevent the reel from becoming excessively dirty. Such a stripping device can consist, for example, of a preferably slotted sleeve, which can be cylindrical or conical and tapered in the direction of the filling level 2a.
Die Fig. 4 zeigt eine gegenüber der Fig. 3 weiter vergrößerte Seitenansicht im Bereich der Antriebseinrichtung 26. Eine sich axial in Bezug auf die Welle 31 über die Länge mindestens einer der beiden Haspeln 28a, 28bFig. 4 shows a side view in the area of the drive device 26, which is further enlarged compared to Fig. 3. A drive device 26 extending axially with respect to the shaft 31 over the length of at least one of the two reels 28a, 28b
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hinaus erstreckende und senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 4 verlaufende Taststange 35 ist am Ende eines ersten Arms 36 eines um den Drehpunkt 37 gelagerten zweiarmigen Hebels angeordnet. Der mit dem ersten Arm 36 drehfest verbundene zweite Arm 38 ist am Ende mittels einer Zugfeder 39 derart vorgespannt, daß die Taststange 35 in Anlage an dem ersten Seil 27a gehalten ist. Nähert sich die Rühreinrichtung 3 ihrem ersten Endpunkt, und die Aufwicklung des ersten Seils 27a auf der zugehörigen ersten Haspel 29a erreicht ihr Maximum, betätigt der zweite Arm 38 den ersten Endschalter 40. In umgekehrter Weise betätigt der zweite Arm 38 den zweiten Endschalter 41, wenn die Rühreinrichtung 3 ihren zweiten Endpunkt erreicht, an dem das erste Seil 27a nahezu vollständig von der Haspel 29a abgewickelt ist. Bei eintsprechender Umlenkung der Seile 27a, 27b nach unten kann die Antriebseinrichtung 26 auch am Boden angeordnet sein.The feeler rod 35, which extends beyond the first arm 36 and runs perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 4, is arranged at the end of a first arm 36 of a two-armed lever mounted about the pivot point 37. The second arm 38, which is connected to the first arm 36 in a rotationally fixed manner, is pretensioned at the end by means of a tension spring 39 such that the feeler rod 35 is held in contact with the first cable 27a. When the stirring device 3 approaches its first end point and the winding of the first cable 27a on the associated first reel 29a reaches its maximum, the second arm 38 actuates the first limit switch 40. Conversely, the second arm 38 actuates the second limit switch 41 when the stirring device 3 reaches its second end point, at which the first cable 27a is almost completely unwound from the reel 29a. If the cables 27a, 27b are deflected downwards accordingly, the drive device 26 can also be arranged on the ground.
Die Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung im Bereich der Antriebseinrichtung der Fig. 3 und 4. Das erste und zweite Seil 27a, 27b wird innerhalb des Gärraums 2 mittels jeweils einer um eine vertikale Achse frei drehbare zweite Umlenkrolle 42a, 42b oder um einen entsprechenden feststehenden Umlenkpfosten umgelenkt. Die über die Riemenscheibe 32 und den (in der Fig. 5 nicht dargestellten) Transmissionsriemen 33 von dem Elektromotor 34 angetriebene Welle 31 kann abwechselnd mit jeweils einer der beiden Haspeln 29a, 29b in drehfeste Verbindung gebracht werden. Hierzu ist nahe den axialen Enden der Welle 31 jeweils drehfest eine Mitnehmerscheibe 43a, 43b angeordnet, die auf einer Umfangslinie mindestens eine Mitnehmerbohrung aufweist, die in Richtung auf die zugeordnete Haspel 29a, 29b einen Fangkonus aufweisen kann. Jede der Haspel 29a, 29b weist auf ihrer der jeweiligen Mitnehmerscheibe 43a, 43b zugewandten Stirnfläche einen Mitnehmerstift 44a, 44b auf, der in die zugehörigen Bohrung der zugehörigenFig. 5 shows a top view of the device in the area of the drive device of Figs. 3 and 4. The first and second ropes 27a, 27b are deflected within the fermentation chamber 2 by means of a second deflection roller 42a, 42b that can rotate freely about a vertical axis or around a corresponding fixed deflection post. The shaft 31, which is driven by the electric motor 34 via the pulley 32 and the transmission belt 33 (not shown in Fig. 5), can be alternately connected in a rotationally fixed manner to one of the two reels 29a, 29b. For this purpose, a driving disk 43a, 43b is arranged in a rotationally fixed manner near the axial ends of the shaft 31, which has at least one driving bore on a circumferential line, which can have a catch cone in the direction of the associated reel 29a, 29b. Each of the reels 29a, 29b has a driving pin 44a, 44b on its end face facing the respective driving disc 43a, 43b, which is inserted into the corresponding bore of the corresponding
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Mitnehmerscheibe 43a, 43b eingreifen kann. Die beiden Haspeln 29a, 29b sind dabei auf einen gemeinsamen Trägerrohr 45 axial fixiert aber drehfrei angeordnet. Das Trägerrohr 45 seinerseits ist frei drehbar auf der Welle 31 gelagert. In einem Bereich zwischen den Haspeln 29a, 29b ist ein Drehrichtungs-Umkehrhebel 46 angelenkt, der an einem davon beabstandeten Abschnitt, in der Darstellung der Fig. 5 insbesondere an seinem linken Ende, um einen Drehpunkt 47 schwenkbar ist. An einem in Bezug auf die Anlenkung dem Drehpunkt 47 gegenüberliegenden Abschnitt ist der Umlenkhebel 46 mit einer motorisch antreibbaren Schaltstange 48 verbunden, die exzentrisch an einer Schaltscheibe 49 angelenkt ist. Beim Drehen der Schaltscheibe 49 um eine halbe Umdrehung in Richtung des Pfeiles 50 beschreibt die Anlenkung 51 der Schaltstange 48 die gestrichtelt dargestellte Kurvenbahn 52 und bringt dabei unter Abfederung durch die als Druck- bzw. Zugfedern wirkenden Schraubenfedern 53, 54 zunächst die erste Haspel 29a außer Dreheingriff mit der Welle 31 und anschließend die zweite Haspel 29b unter Eingriff des zweiten Mitnehmerstiftes 44b in die korrespondierende Bohrung der zweiten Mitnehmerscheibe 43b in drehfesten Eingriff mit der Welle 31. Dadurch wird eine Drehrichtungsumkehr der Rühreinrichtung 3 bewirkt. Die Endstellungen der Schaltscheibe 49 können durch die mit dem dritten Endschalter 55 zusammenwirkenden Nocken 56 detektiert werden. Die Schaltscheibe 49 kann beispielsweise von einem Elektromotor angetrieben werden.Driving disk 43a, 43b can engage. The two reels 29a, 29b are axially fixed on a common support tube 45 but are arranged so as to be free from rotation. The support tube 45 is in turn freely rotatable on the shaft 31. In an area between the reels 29a, 29b, a direction of rotation reversing lever 46 is articulated, which can be pivoted about a pivot point 47 at a section spaced apart from it, in the illustration in Fig. 5 in particular at its left end. At a section opposite the pivot point 47 in relation to the articulation, the reversing lever 46 is connected to a motor-driven switching rod 48 which is eccentrically articulated to a switching disk 49. When the switching disk 49 is rotated by half a turn in the direction of the arrow 50, the linkage 51 of the switching rod 48 describes the curved path 52 shown in dashed lines and, with the cushioning of the helical springs 53, 54 acting as compression or tension springs, first brings the first reel 29a out of rotational engagement with the shaft 31 and then brings the second reel 29b into rotationally fixed engagement with the shaft 31 with the second driver pin 44b engaging in the corresponding hole in the second driver disk 43b. This causes the direction of rotation of the stirring device 3 to be reversed. The end positions of the switching disk 49 can be detected by the cams 56 interacting with the third limit switch 55. The switching disk 49 can be driven by an electric motor, for example.
Die Fig. 6 zeigt eine unvollständige Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Soweit die Darstellung unvollständig ist, entsprechen die fehlenden Teile der Vorrichtung wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Im Gegensatz dazu weist das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 eine abgewandelte Lagerung der Rührachse 104 auf, die in den Fig. 8 und vergrößert dargestellt ist. Die Rührarme 110a und 110c der ersten MengeFig. 6 shows an incomplete side view of a second embodiment of the invention. Insofar as the illustration is incomplete, the missing parts correspond to the device as shown in Fig. 1. In contrast, the embodiment of Fig. 6 has a modified bearing of the stirring axis 104, which is shown enlarged in Figs. 8 and 9. The stirring arms 110a and 110c of the first set
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sind in unterschiedlichen Höhen an der Rührachse 104 angeordnet. In Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1, sind die Rührarme 112a und 112c der 2. Menge in der gleichen Höhe angeordnet, können aber alternativ oder ergänzend ebenfalls in unterschiedlichen Höhen an der Rührachse 104 angeordnet sein.are arranged at different heights on the stirring axis 104. In accordance with the embodiment of Fig. 1, the stirring arms 112a and 112c of the 2nd set are arranged at the same height, but can alternatively or additionally also be arranged at different heights on the stirring axis 104.
An einem oder an mehreren der Rührarme 110a bis 11 Od; 112a bis 112d der ersten und/oder zweiten Menge, im dargestellten Ausführungsbeispiel am Rührarm 112c der zweiten Menge, kann ein weiteres Rühr- oder Schabmittel 103d festgelegt sein, das in der Fig. 7 vergrößert dargestellt ist.A further stirring or scraping means 103d, which is shown enlarged in Fig. 7, can be fixed to one or more of the stirring arms 110a to 110d; 112a to 112d of the first and/or second set, in the illustrated embodiment to the stirring arm 112c of the second set.
An einem, mehreren oder vorzugsweise an allen zweiten Versteifungsmitteln ist auf der Außenseite mindestens eine Fangnase oder Fangklaue 157a, 157b angeordnet; in der Fig. 6 sind aufgrund einer vereinfachten Darstellung nur am zweiten Verstärkungsmittel 116a die Fangnasen 157a, 157b dargestellt. Diese dienen insbesondere dazu, das eventuell auftretende Abgleiten des Seiles 127 zu stoppen. Zu diesem Zweck weisen die Fangnasen 157a, 157b eine im wesentlichen übereinstimmende Sägezahnform auf, wobei der kürzere Schenkel der Fangnasen 157a, 157b mit der Vertikalen einen größeren Winkel einschließt ist als der längere Schenkel. Die obere Fangnase 157a ist dabei nahe der ordnungsgemäßen vertikalen Position des Seils 127 angeordnet, insbesondere etwas unterhalb davon. Sollte wider Erwarten das Seil 127 die obere Fangnase 157a überspringen, wird das Seil 127 jedenfalls von der unteren Fangnase 157b gestoppt, die im Ausführungsbeispiel nahe dem unteren Ende des zweiten Versteifungsmittels 116a angeordnet ist, insbesondere etwa in Höhe des Rührarms 112a der zweiten Menge. Durch die Sägezahnform kann das Seil 127 beim erneuten Spannen problemlosAt least one catch lug or catch claw 157a, 157b is arranged on the outside of one, several or preferably all of the second stiffening means; in Fig. 6, for the sake of simplicity, the catch lugs 157a, 157b are only shown on the second reinforcing means 116a. These serve in particular to stop the cable 127 from slipping. For this purpose, the catch lugs 157a, 157b have a substantially identical sawtooth shape, with the shorter leg of the catch lugs 157a, 157b forming a larger angle with the vertical than the longer leg. The upper catch lug 157a is arranged close to the correct vertical position of the cable 127, in particular slightly below it. If, contrary to expectations, the cable 127 should jump over the upper catch nose 157a, the cable 127 will in any case be stopped by the lower catch nose 157b, which in the embodiment is arranged near the lower end of the second stiffening means 116a, in particular approximately at the height of the stirring arm 112a of the second set. Due to the sawtooth shape, the cable 127 can easily be pulled back when it is tightened again.
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über die Fangnasen 157a, 157b hinweggleiten und seine ordnungsgemäße Position einnehmen.slide over the catch lugs 157a, 157b and assume its proper position.
Die Fig. 7 zeigt das weitere Rührmittel 103d, das mittels eines im wesentlichen U-förmigen Befestigungselements 158 an dem Rührarm 112c angehängt ist und mittels eines Verbindungselements 159 lösbar damit verbunden ist. Mit dem Befestigungselement 158 ist über eine Kette 160, ein Seil, eine Stange oder dergleichen, das eigentliche vierte Rührelement 161 verbunden, das im Ausführungsbeispiel ankerförmig ausgebildet ist und insbesondere drei Haken oder Klauen 162 aufweist. Beim Drehen der Rühreinrichtung 103 werden diese Klauen 162 über den Boden des Faulbehälters 101 gezogen und die sich dort absetzenden Materialien aufgerührt und/oder insbesondere dem Sumpf 106 zugeführt.Fig. 7 shows the further stirring means 103d, which is attached to the stirring arm 112c by means of a substantially U-shaped fastening element 158 and is detachably connected to it by means of a connecting element 159. The actual fourth stirring element 161, which in the exemplary embodiment is anchor-shaped and in particular has three hooks or claws 162, is connected to the fastening element 158 via a chain 160, a rope, a rod or the like. When the stirring device 103 is rotated, these claws 162 are pulled over the bottom of the digestion tank 101 and the materials settling there are stirred up and/or in particular fed to the sump 106.
Die Fig. 8 zeigt in vergrößerter Darstellung die obere Aufhängung der Rührachse 104 der Fig. 6. Mittels eines ersten Achsflansches 163 ist eine obere Lagerbuchse 164 lösbar mit der Rührachse 104 verbunden. Die obere Lagerbuchse 164 weist auf ihrer Außenseite in einem mittleren axialen Abschnitt einen reduzierten Durchmesser auf, so daß in diesem Bereich eine Rohrmanschette 165, insbesondere aus Stahl, gegen axiales Verschieben gesichert, angeordnet ist. An der Rohrmanschette 165 ist ein topfförmiger Flansch 166 befestigt, insbesondere mit der Rohrmanschette 165 verschweißt und/oder zusätzlich über Streben 167 abgespannt. Der topfförmige Flansch 166 ist auf seiner Oberseite von einem Deckel 168 zum Schutz der Hülle 121 (Fig. 6) abgedeckt. Auf seiner im wesentlichen zylindrischen Außenfläche sind an dem topfförmigen Flansch 166 Stützelemente 169 festgelegt, vorzugsweise lösbar festgelegt, insbesondere verschraubt. Die Stützelemente 169 bestehen beispielsweise aus Stahlstangen, Stahlrohren, Seilen oder dergleichen. Die Stützelemente 169Fig. 8 shows an enlarged view of the upper suspension of the stirring axis 104 of Fig. 6. An upper bearing bush 164 is detachably connected to the stirring axis 104 by means of a first axis flange 163. The upper bearing bush 164 has a reduced diameter on its outside in a central axial section, so that a pipe sleeve 165, in particular made of steel, is arranged in this area, secured against axial displacement. A cup-shaped flange 166 is attached to the pipe sleeve 165, in particular welded to the pipe sleeve 165 and/or additionally braced via struts 167. The cup-shaped flange 166 is covered on its upper side by a cover 168 to protect the casing 121 (Fig. 6). Support elements 169 are fixed to the cup-shaped flange 166 on its essentially cylindrical outer surface, preferably detachably fixed, in particular screwed. The support elements 169 consist, for example, of steel rods, steel pipes, cables or the like. The support elements 169
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sind radial nach außen geführt und vorzugsweise am Außenumfang des Faulbehälters 101 festgelegt. Insgesamt können beispielsweise sechs bis acht derartiger Stützelemente 169 gleichverteilt angeordnet sein. Sie gewährleisten eine weitgehende Fixierung des oberen Lagerpunktes für die Rührachse 104.are guided radially outwards and preferably fixed to the outer circumference of the digester 101. In total, for example, six to eight such support elements 169 can be arranged evenly distributed. They ensure extensive fixation of the upper bearing point for the agitator axis 104.
Die Fig. 9 zeigt in vergrößerter Darstellung den unteren Lagerpunkt der Rührachse 104 aus der Fig. 6. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dabei der Maßstab der Fig. 9 ein anderer als der Maßstab der Fig. 8. An dem unteren Ende der Rührachse 104 ist mittels eines zweiten Achsflansches 170 lösbar ein Kugelzapfen 171 festgelegt. Alternativ hierzu kann der Kugelzapfen 171 auch mittelbar oder unmittelbar mit der Rührachse 104 verschweißt sein. An seinem der Rührachse 104 zugewandten Ende weist der Kugelzapfen 171 eine zylindrische, insbesondere kreiszylindrische Form auf. An seinem gegenüberliegenden Ende bildet der Kugelzapfen 171 einen kugelförmigen Abschnitt 172 aus, der in zwei Lagerschalen 173, 174 gelagert ist. Die untere Lagerschale 174 ist mit dem Fundamentpodest 175 lösbar verbunden, insbesondere verschraubt. Nach Einsetzen des Kugelzapfens 171 bzw. der Rührachse 104 wir die obere Lagerschale 173 lösbar mit der unteren Lagerschale 174 verbunden, insbesondere verschraubt. Diese Ausführungsart hat den Vorteil, daß die Rührachse 104 beispielsweise beim Anfahren oder Abbremsen der Rühreinrichtung 103 erforderlichenfalls aus ihrer normalen vertikalen Ausrichtung verschwenkt werden kann, ohne daß dadurch die Lagerung Schaden nimmt.Fig. 9 shows an enlarged view of the lower bearing point of the stirring axis 104 from Fig. 6. For reasons of clarity, the scale of Fig. 9 is different from the scale of Fig. 8. A ball pin 171 is detachably attached to the lower end of the stirring axis 104 by means of a second axis flange 170. Alternatively, the ball pin 171 can also be welded directly or indirectly to the stirring axis 104. At its end facing the stirring axis 104, the ball pin 171 has a cylindrical, in particular circular-cylindrical shape. At its opposite end, the ball pin 171 forms a spherical section 172 which is mounted in two bearing shells 173, 174. The lower bearing shell 174 is detachably connected to the foundation platform 175, in particular screwed. After inserting the ball pin 171 or the agitator shaft 104, the upper bearing shell 173 is detachably connected, in particular screwed, to the lower bearing shell 174. This design has the advantage that the agitator shaft 104 can be pivoted out of its normal vertical alignment if necessary, for example when starting or braking the agitator device 103, without damaging the bearing.
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