DE202014105351U1 - Stirring device for a fermenter of a biogas plant - Google Patents

Abstract

Rühreinrichtung (10) insbesondere für einen Fermenter (1) einer Biogasanlage (100) mit einem Gehäuse (11) und einer Antriebseinrichtung (12) zum drehbaren Antreiben wenigstens eines Rührflügels (13–15), wobei die Antriebseinrichtung (12) eine Antriebswelle (16) und einen elektrischen Antriebsmotor (20) umfasst, wobei der Antriebsmotor (20) abgedichtet in dem Gehäuse (11) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (20) einen äußeren hohlen Stator (21) und einen zentrisch darin aufgenommenen wenigstens teilweise hohl ausgebildeten rotierbaren Rotor (22) umfasst, wobei der Rotor (22) drehbar an dem Gehäuse (11) gelagert ist und eine Kopplungseinrichtung (23) zur drehfesten Kopplung mit der Antriebswelle (16) aufweist, um mittels der Antriebswelle (16) den wenigstens einen Rührflügel (13–15) anzutreiben.Stirring device (10) in particular for a fermenter (1) of a biogas plant (100) with a housing (11) and a drive device (12) for rotatably driving at least one stirring blade (13-15), wherein the drive device (12) has a drive shaft (16 ) and an electric drive motor (20), wherein the drive motor (20) is received sealed in the housing (11), characterized in that the drive motor (20) has an outer hollow stator (21) and at least partially hollowly received therein formed rotatable rotor (22), wherein the rotor (22) is rotatably mounted on the housing (11) and a coupling device (23) for non-rotatable coupling with the drive shaft (16) to the at least one by means of the drive shaft (16) To drive agitator blades (13-15).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rühreinrichtung, welche insbesondere, aber nicht nur, für einen Fermenter einer Biogasanlage vorgesehen ist. Eine solche Rühreinrichtung umfasst ein Gehäuse und eine Antriebseinrichtung zum drehbaren Antreiben wenigstens eines Rührflügels der Rühreinrichtung. Die Antriebseinrichtung weist eine Antriebswelle und einen Antriebsmotor auf. The present invention relates to a stirring device, which is provided in particular, but not only, for a fermenter of a biogas plant. Such a stirring device comprises a housing and a drive device for rotatably driving at least one stirring blade of the stirring device. The drive device has a drive shaft and a drive motor.

Biogasanlagen umfassen regelmäßig einen Fermenter oder auch mehrere Fermenter, in die ein Substrat eingebracht wird, um Biogas zu erzeugen. Dabei ist eine Umrührung des in dem Fermenterinnenraum vorhandenen Substrates erforderlich, um günstige Bedingungen für den Betrieb des Fermenters zu erhalten und zu gewährleisten. Biogas plants regularly include a fermenter or even several fermenters into which a substrate is introduced to produce biogas. In this case, a stirring of existing in the fermenter interior substrate is required to obtain favorable conditions for the operation of the fermenter and to ensure.

Zum Umrühren werden Rührgeräte bzw. Rühreinrichtungen eingesetzt, die regelmäßig einen oder mehrere Rührflügel aufweisen, um das Substrat entsprechend zu durchmischen. Im Stand der Technik sind Rührgeräte bekannt geworden, die hydraulisch angetrieben werden. Derartige Rührgeräte haben den Vorteil, dass innerhalb des Fermenters das Rührgerät für den Betrieb keine Elektrizität benötigt. Das ist vorteilhaft, da sich in dem Fermenterinnenraum gegebenenfalls auch explosionsfähiges Gas bzw. ein explosionsfähiges Gasgemisch befinden kann. Nachteilig an hydraulischen Rührwerken ist allerdings, dass die zum Betrieb des Rührgeräts benötigte Energie über Hydraulikleitungen von außen zugeführt werden muss. Stirring or stirring devices are used for stirring, which regularly have one or more stirring blades in order to thoroughly mix the substrate. In the prior art agitators have become known, which are hydraulically driven. Such stirrers have the advantage that within the fermenter, the stirrer for the operation requires no electricity. This is advantageous because explosive gas or an explosive gas mixture may also be present in the fermenter interior if appropriate. However, a disadvantage of hydraulic stirrers is that the energy required for operating the stirrer must be supplied from the outside via hydraulic lines.

Demgegenüber ist es einfacher, ein Rührgerät mit einem elektrischen Antriebsmotor einzusetzen. Dort muss zwar auch eine entsprechende Dichtung vorgesehen sein, aber es kann auf hydraulische Zuleitungen verzichtet werden. Nachteilig an dem Einsatz eines Elektromotors ist auch, dass typische Asynchronmotoren ein relativ geringes Drehmoment aufweisen und deshalb zusammen mit einem Getriebe verwendet werden. Dadurch steigt der Aufwand und der Wirkungsgrad sinkt. In contrast, it is easier to use a stirrer with an electric drive motor. Although there must be provided a corresponding seal, but it can be dispensed with hydraulic supply lines. A disadvantage of the use of an electric motor is that typical asynchronous motors have a relatively low torque and are therefore used together with a transmission. This increases the effort and the efficiency decreases.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rühreinrichtung insbesondere für einen Fermenter einer Biogasanlage sowie einen Fermenter mit einer solchen Rühreinrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei wenigstens ein Teil der oben angeführten Nachteile überwunden wird. It is therefore the object of the present invention to provide an agitating device, in particular for a fermenter of a biogas plant, as well as a fermenter with such a stirring device, wherein at least part of the abovementioned disadvantages is overcome.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Rühreinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Fermenter mit den Merkmalen des Anspruchs 17. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels. This object is achieved by a stirring device with the features of claim 1 and by a fermenter having the features of claim 17. Preferred developments of the invention are subject of the dependent claims. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the general description and from the description of the embodiment.

Eine erfindungsgemäße Rühreinrichtung ist insbesondere für einen Fermenter einer Biogasanlage vorgesehen. Die Rühreinrichtung weist ein Gehäuse und eine Antriebseinrichtung zum drehbaren Antreiben wenigstens eines Rührflügels auf. Die Antriebseinrichtung umfasst eine Antriebswelle und einen elektrischen Antriebsmotor. Der Antriebsmotor ist abgedichtet in dem Gehäuse aufgenommen. Der Antriebsmotor weist einen äußeren hohlen Stator und einen zentrisch darin aufgenommenen wenigstens teilweise hohl ausgebildeten rotierbaren Rotor auf. Der Rotor ist drehbar an dem Gehäuse gelagert und weist eine Kopplungseinrichtung zur drehfesten Kopplung mit der Antriebswelle auf, um mittels der Antriebswelle den wenigstens einen Rührflügel anzutreiben. A stirring device according to the invention is provided in particular for a fermenter of a biogas plant. The stirring device has a housing and a drive device for rotatably driving at least one stirring blade. The drive device comprises a drive shaft and an electric drive motor. The drive motor is sealed in the housing. The drive motor has an outer hollow stator and a rotatably mounted rotor, which is accommodated centrally therein and is at least partially hollow. The rotor is rotatably mounted on the housing and has a coupling device for non-rotatable coupling with the drive shaft in order to drive the at least one stirring blade by means of the drive shaft.

Die erfindungsgemäße Rühreinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Rühreinrichtung besteht darin, dass ein elektrischer Antriebsmotor mit einem äußeren hohlen Stator verwendet wird. Dabei wird innerhalb des hohlen Stators ein wenigstens teilweise hohl ausgebildeter rotierbarer Rotor angeordnet. Dadurch wird der Antriebsmotor mit größeren äußeren Abmessungen vorgesehen, sodass der hohl ausgebildete Stator mit dem daran zentrisch aufgenommenen und hohl ausgebildeten rotierbaren Rotor für die Übertragung hoher Drehmomente ausgebildet ist. Dadurch kann der Nachteil aus dem Stand der Technik überwunden werden und es ist möglich, den Antriebsmotor getriebelos mit der Antriebswelle zu koppeln. The stirring device according to the invention has many advantages. A significant advantage of the stirring device according to the invention is that an electric drive motor is used with an outer hollow stator. In this case, an at least partially hollow rotatable rotor is disposed within the hollow stator. As a result, the drive motor is provided with larger outer dimensions, so that the hollow stator is formed with the concentrically received and hollow rotatable rotor for the transmission of high torques. Thereby, the disadvantage of the prior art can be overcome and it is possible to couple the drive motor gearless with the drive shaft.

Die Antriebseinrichtung ist bei Einsätzen in einem Fermenter einer Biogasanlage flüssigkeitsdicht und gasdicht ausgebildet. Die Rühreinrichtung ist dazu ausgebildet und vorgesehen, in das Substrat im Inneren des Fermenters einzutauchen. Die Rühreinrichtung kann eine Mehrzahl von Rührflügeln aufweisen, wobei die Zahl der Rührflügel vorzugsweise zwei, drei, vier oder fünf oder mehr beträgt. The drive device is liquid-tight and gas-tight when used in a fermenter biogas plant. The stirring device is designed and intended to immerse in the substrate in the interior of the fermenter. The stirring means may comprise a plurality of impellers, wherein the number of impellers is preferably two, three, four or five or more.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Stator mit einer Mehrzahl von elektrischen Wicklungen und der Rotor ist mit einer Mehrzahl an Permanentmagneten ausgerüstet. Beispielsweise kann der Stator mit 40–80 Zahnspulenwicklungen und der Rotor mit 40–100 Oberflächenmagneten versehen sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden 60 Wicklungen und 70 Oberflächenmagnete eingesetzt. Die hohe Zahl von mehr als zehn und insbesondere mehr als 20 elektrischen Wicklungen und Permanentmagneten führen zu einem guten Ansprechverhalten und zu einem hohen Drehmoment, welches auch bei geringen Drehzahlen zuverlässig zur Verfügung steht. Möglich sind auch z.B. Pole, 35 Polpaare und/oder 280 Magnete oder mehr. In a preferred embodiment, the stator is equipped with a plurality of electrical windings and the rotor is equipped with a plurality of permanent magnets. For example, the stator may be provided with 40-80 tooth coil windings and the rotor with 40-100 surface magnets. In a preferred embodiment 60 windings and 70 surface magnets are used. The high number of more than ten and in particular more than 20 electrical windings and permanent magnets lead to a good response and high torque, which is reliably available even at low speeds. Also possible are e.g. Pole, 35 pole pairs and / or 280 magnets or more.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Antriebsmotor als Direktantrieb ausgebildet und die Flügelnabe ist getriebelos mit dem Antriebsmotor gekoppelt. Eine solche Ausgestaltung ist sehr vorteilhaft, da Übertragungsverluste durch das Getriebe vermieden werden können. Außerdem stellt ein Getriebe ein Verschleißteil dar, welches nur eine begrenzte Lebensdauer aufweist. Durch den Aufbau, die Ansteuerung und die Maße dieser Weiterbildung der erfindungsgemäßen Rühreinrichtung werden ein hoher Wirkungsgrad und eine hohe Zuverlässigkeit erreicht. In a preferred embodiment, the drive motor is designed as a direct drive and the wing hub is gearless coupled to the drive motor. Such a configuration is very advantageous because transmission losses can be avoided by the transmission. In addition, a transmission is a wearing part, which has only a limited life. The construction, the control and the dimensions of this development of the stirring device according to the invention a high efficiency and high reliability can be achieved.

In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Kopplungseinrichtung des Rotors einen Zahnflansch, der eine Innenverzahnung zur drehfesten Aufnahme der mit einer Außenverzahnung ausgerüsteten Antriebswelle aufweist. Ein solcher Zahnflansch erlaubt eine zuverlässige und schnelle und einfache Kopplung der Antriebswelle mit dem Antriebsmotor. In a preferred embodiment, the coupling device of the rotor comprises a toothed flange, which has an internal toothing for the rotationally fixed reception of the drive shaft equipped with an outer toothing. Such a toothed flange allows a reliable and quick and easy coupling of the drive shaft to the drive motor.

Vorzugsweise umfasst die Antriebseinrichtung eine Vorsatzeinrichtung mit wenigstens einer Lagereinrichtung zur drehbaren Lagerung der Antriebswelle, wobei die Vorsatzeinrichtung mit dem Gehäuse abnehmbar verbunden ist. Insbesondere durch die Zusammenwirkung des Zahnflansches und einer Vorsatzeinrichtung mit einer Lagereinrichtung zur drehbaren Lagerung der Antriebswelle wird ein einfacher und dennoch zuverlässiger Aufbau der Antriebseinrichtung der Rühreinrichtung ermöglicht und gewährleistet. Auch die Dichtung des Antriebsmotors gegen Flüssigkeit und Gas wird konstruktiv einfacher. Die Antriebswelle tritt nur von einer Seite in das Gehäuse des Antriebsmotors ein, sodass die Antriebswelle nur an einer Stelle abgedichtet werden muss. In diesen Ausgestaltungen ist es möglich, dass die Vorsatzeinrichtung an das Gehäuse der Antriebseinrichtung bzw. des Antriebsmotors angeschraubt oder sonstwie damit befestigt ist. Preferably, the drive device comprises an attachment device with at least one bearing device for rotatably supporting the drive shaft, wherein the attachment device is detachably connected to the housing. In particular, by the interaction of the toothed flange and an attachment device with a bearing device for rotatably supporting the drive shaft, a simple yet reliable construction of the drive device of the stirring device is made possible and guaranteed. The seal of the drive motor against liquid and gas is structurally easier. The drive shaft enters only one side into the housing of the drive motor, so that the drive shaft only has to be sealed in one place. In these embodiments, it is possible that the attachment means is screwed to the housing of the drive device or the drive motor or otherwise secured thereto.

In bevorzugten Ausgestaltungen ist die Flügelnabe drehfest auf der Antriebswelle angeordnet und der wenigstens eine Rührflügel ist an der Flügelnabe angebracht. In preferred embodiments, the wing hub is non-rotatably mounted on the drive shaft and the at least one stirring blade is attached to the wing hub.

Die Antriebswelle ist in allen Ausgestaltungen in der Regel fest mit der Flügelnabe verbunden. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der wenigstens ein radialer Mitnehmer an der Antriebswelle oder an der Flügelnabe in eine entsprechende Nut oder in eine entsprechende Aussparung der Flügelnabe eingreift, um eine drehfeste Verbindung herzustellen. The drive shaft is connected in all embodiments usually fixed to the wing hub. Preferred is an embodiment in which engages at least one radial driver on the drive shaft or on the wing hub in a corresponding groove or in a corresponding recess of the wing hub to produce a rotationally fixed connection.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Flügelnabe mittels einer Fixiereinheit am vorderen Ende der Antriebswelle in axialer Richtung fixiert. Die Fixiereinheit kann in einfachen Ausgestaltungen als eine Art Deckel oder dergleichen ausgebildet sein. Möglich ist es auch, dass die Fixiereinheit durch einen ausreichend starken Stift oder dergleichen gebildet wird. In entsprechender Weise ist vorzugsweise ein hinterer Anschlag an der Antriebswelle für die Flügelnabe vorgesehen. In a preferred embodiment, the wing hub is fixed in the axial direction by means of a fixing unit at the front end of the drive shaft. The fixing unit may be formed in simple embodiments as a kind of cover or the like. It is also possible that the fixing unit is formed by a sufficiently strong pin or the like. In a corresponding manner, a rear stop is preferably provided on the drive shaft for the wing hub.

In besonders bevorzugten Weiterbildungen ist ein Außendurchmesser der Flügelnabe wenigstens doppelt so groß und insbesondere wenigstens dreimal so groß wie ein Außendurchmesser der Antriebswelle. Dabei dabei wird unter dem Außendurchmesser der Flügelnabe der Durchmesser ohne die Rührflügel bzw. mit abmontierten Rührflügeln verstanden. In particularly preferred developments, an outer diameter of the winged hub is at least twice as large and in particular at least three times as large as an outer diameter of the drive shaft. In this case, the outside diameter of the winged hub is understood to mean the diameter without the stirring vanes or with disassembled stirring vanes.

Besonders bevorzugt ist ein Innendurchmesser des hohlen Teils des Rotors wenigstens doppelt so groß wie ein Außendurchmesser der Antriebswelle. Dadurch wird ein besonders großer Durchmesser des krafteinbringenden Teils des Antriebsmotors bewirkt, wodurch besonders große Drehmomente auch bei kleinen Drehzahlen übertragen werden können. Particularly preferably, an inner diameter of the hollow part of the rotor is at least twice as large as an outer diameter of the drive shaft. As a result, a particularly large diameter of the force-introducing part of the drive motor is effected, whereby particularly large torques can be transmitted even at low speeds.

Besonders bevorzugt ist deshalb ein Außendurchmesser des Rotors wenigstens dreimal und insbesondere wenigstens viermal so groß wie ein Außendurchmesser der Antriebswelle. Dadurch wird ein großdimensionierter Antriebsmotor definiert, der getriebelos arbeiten kann, sodass die Kosten und das Bauvolumen eines Getriebes eingespart werden können. Außerdem steigt der Wirkungsgrad, da ein zusätzliches und mit Übertragungsverlusten behaftetes Bauteil eingespart werden kann. Therefore, an outer diameter of the rotor is particularly preferred at least three times and in particular at least four times as large as an outer diameter of the drive shaft. As a result, a large-sized drive motor is defined, which can operate gearless, so that the cost and volume of a transmission can be saved. In addition, the efficiency increases, since an additional and associated with transmission losses component can be saved.

Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Rotors größer als ein Außendurchmesser der Flügelnabe. Preferably, the outer diameter of the rotor is greater than an outer diameter of the wing hub.

In einer bevorzugten Ausgestaltungen steht die Antriebswelle von einer Vorderseite des Gehäuses ab. Vorteilhafterweise ist auf der Rückseite des Gehäuses eine Konsolenaufnahme zur Befestigung an einer Konsole angeordnet. Mit der Konsolenaufnahme wird das Gehäuse an einer Konsole befestigt bzw. angeordnet, wobei die Konsole insbesondere höhenverstellbar an einer Stützeinheit in Form beispielsweise einer Stützstange oder dergleichen angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Stützstange drehbar angeordnet, um insgesamt unterschiedliche Höhen und Ausrichtungen des Rührgeräts in dem Fermenter zu ermöglichen. In a preferred embodiment, the drive shaft is from a front side of the housing. Advantageously, a console receptacle for attachment to a console is arranged on the back of the housing. With the console mount, the housing is attached or arranged on a console, wherein the console is arranged in particular height-adjustable on a support unit in the form of, for example, a support rod or the like. Preferably, the support bar is rotatably arranged to allow for altogether different heights and orientations of the agitator in the fermenter.

Vorzugsweise erstreckt sich die Antriebswelle von dem Zahnflansch durch eine Wellenöffnung in einem Stirndeckel aus dem Gehäuse heraus nach außen. Dabei ist insbesondere an der Wellenöffnung wenigstens eine Wellendichtung zwischen dem Stirndeckel und der Antriebswelle angeordnet. Dadurch wird schon an der Eintrittsstelle der Antriebswelle in das Gehäuse hinein eine zuverlässige Dichtung erzielt. Dadurch wird die Erreichung des Ziels, einen absolut dichten Antriebsmotor zur Verfügung zu stellen, erheblich erleichtert. Preferably, the drive shaft extends outwardly from the gear flange through a shaft opening in an end cap out of the housing. At least one shaft seal between the end cover and the drive shaft is arranged in particular at the shaft opening. As a result, a reliable seal is achieved even at the entry point of the drive shaft into the housing. This will achieve the goal, one To provide absolutely dense drive motor, greatly facilitated.

In allen Ausgestaltungen können mehrere Rührflügel vorgesehen sein. In all embodiments, a plurality of impellers may be provided.

Der erfindungsgemäße Fermenter einer Biogasanlage weist einen wenigstens teilweise mit Substrat füllbaren Fermenterinnenraum auf. In dem Fermenterinnenraum ist wenigstens eine über eine Steuereinrichtung gesteuerte Rühreinrichtung angeordnet. Die Rühreinrichtung weist ein Gehäuse, wenigstens einen Rührflügel und eine Antriebseinrichtung zum drehbaren Antreiben des wenigstens einen Rührflügels auf. Die Antriebseinrichtung umfasst eine Antriebswelle und einen elektrischen Antriebsmotor, wobei der Antriebsmotor abgedichtet in dem Gehäuse aufgenommen ist. Der Antriebsmotor umfasst einen äußeren hohlen Stator und einen zentrisch darin aufgenommenen und wenigstens teilweise hohl ausgebildeten rotierbaren Rotor. Der Rotor ist drehbar an dem Gehäuse gelagert und weist eine Kopplungseinrichtung zur drehfesten Kopplung mit der Antriebswelle auf, um mittels der Antriebswelle den wenigstens einen Rührflügel anzutreiben. The fermenter of a biogas plant according to the invention has a fermenter interior which can be filled at least partially with substrate. At least one stirring device controlled by a control device is arranged in the fermenter interior. The stirring device has a housing, at least one stirring blade and a drive device for rotatably driving the at least one stirring blade. The drive device comprises a drive shaft and an electric drive motor, wherein the drive motor is received sealed in the housing. The drive motor comprises an outer hollow stator and a rotor rotatably received therein and at least partially hollow. The rotor is rotatably mounted on the housing and has a coupling device for non-rotatable coupling with the drive shaft in order to drive the at least one stirring blade by means of the drive shaft.

Auch der erfindungsgemäße Fermenter hat viele Vorteile, da durch einen oder mehrere in dem Fermenterinnenraum angeordnete Rühreinrichtungen ein zuverlässiger und effizienter Betrieb ermöglicht wird. The fermenter according to the invention also has many advantages, since a reliable and efficient operation is made possible by one or more stirring devices arranged in the fermenter interior.

Vorzugsweise ist der Rotor innenliegend vorgesehen und der Stator umgibt den Rotor. Der Rotor ist dabei insbesondere als Hohlwelle ausgebildet. Preferably, the rotor is provided on the inside and the stator surrounds the rotor. The rotor is designed in particular as a hollow shaft.

Besonders bevorzugt wird die Antriebseinrichtung über einen Frequenzumrichter angesteuert. Möglich ist auch der Einsatz von zwei oder mehr Frequenzumrichtern. Particularly preferably, the drive device is controlled by a frequency converter. It is also possible to use two or more frequency converters.

Vorzugsweise ist der Antriebsmotor geeignet, bei einer Drehzahl von 1 Umdrehung/s bzw. bei einer Drehzahl von 60 Umdrehungen/min ein Drehmoment von wenigstens 250 Nm und insbesondere von wenigstens 300 Nm aufzubringen. Typisch ist ein Drehmoment von wenigstens 500 Nm bei einer Drehzahl von 120 Umdrehungen/min. Das Drehmoment kann 1000 Nm überschreiten. Preferably, the drive motor is suitable to apply at a rotational speed of 1 revolution / s or at a rotational speed of 60 revolutions / min torque of at least 250 Nm and in particular of at least 300 Nm. Typical is a torque of at least 500 Nm at a speed of 120 revolutions / min. The torque can exceed 1000 Nm.

Der Antriebsmotor ist in allen Ausgestaltungen insbesondere für Drehzahlen von bis zu 150 und insbesondere bis zu 200 Umdrehungen/min oder mehr ausgebildet. Insbesondere ist der Antriebsmotor für Drehzahlen zwischen 30 und 180 Umdrehungen/min vorgesehen. The drive motor is designed in all embodiments in particular for speeds of up to 150 and in particular up to 200 revolutions / min or more. In particular, the drive motor is provided for speeds between 30 and 180 revolutions / min.

In allen Ausgestaltungen ist die Rühreinrichtung insbesondere automatisch höhenverstellbar und/oder seitenverstellbar. In all embodiments, the stirring device is in particular automatically height-adjustable and / or laterally adjustable.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird. Further advantages and possible applications of the present invention will become apparent from the embodiment, which will be explained below with reference to the accompanying figures.

In den Figuren zeigen: In the figures show:

1 einen schematischen Seitenquerschnitt durch einen Fermenter; 1 a schematic side cross-section through a fermenter;

2 eine perspektivische Ansicht einer Rühreinrichtung für den Fermenter gemäß 1; 2 a perspective view of a stirring device for the fermenter according to 1 ;

3 eine geschnittene schematische Seitenansicht der Rühreinrichtung nach 2; 3 a sectional schematic side view of the stirring device according to 2 ;

4 eine geschnittene schematische Seitenansicht der Rühreinrichtung nach 3 ohne die Rührflügel; 4 a sectional schematic side view of the stirring device according to 3 without the stirring blades;

5 den Antriebsmotor der Rühreinrichtung nach 4 im Schnitt; 5 following the drive motor of the stirring device 4 on average;

6 eine Vorderansicht der Rühreinrichtung gemäß 5; 6 a front view of the stirring device according to 5 ;

6 ein vergrößertes Querschnittsdetail aus 6; 6 an enlarged cross-sectional detail 6 ;

7 eine Soll-Lastkurve für ein bestimmtes Substrat; 7 a desired load curve for a particular substrate;

8 die Drehzahl der Rühreinrichtung über der Zeit; 8th the speed of the stirring device over time;

9 eine Darstellung zweier aufgenommener unterschiedlicher Lastkurven. 9 a representation of two recorded different load curves.

Mit Bezug auf die Figuren wird nun ein Ausführungsbeispiel erläutert. Dabei zeigt 1 in einer stark schematischen Seitenansicht einen Fermenter 1 einer Biogasanlage 100. With reference to the figures, an embodiment will now be explained. It shows 1 in a very schematic side view of a fermenter 1 a biogas plant 100 ,

Der Fermenter 1 weist vorzugsweise einen etwa kreisförmigen Querschnitt auf und verfügt über eine hier ringsum umlaufende Fermenterwandung 2 aus zum Beispiel Beton oder Stahl. Das Fermenterdach 5 kann ebenso wie der Boden als flaches Stahl- oder Betondach ausgeführt sein. Hier wird das Fermenterdach 5 durch ein insbesondere flexibles Material gebildet und erstreckt sich von der Wandung aus nach oben, sodass sich eine gewölbte Struktur des Behälterdaches 5 ergibt. Der Neigungswinkel des Fermenterdaches 5 hängt von den konkreten Bedingungen ab und kann 15° oder mehr und insbesondere auch 30° oder 45° erreichen oder überschreiten. Vorzugsweise ist das Fermenterdach 5 wenigstens teilweise und insbesondere vollständig entfernbar, um den Fermenterinnenraum 3 zugänglich zu machen. In dem Fermenterinnenraum 3 ist im Betrieb ein Substrat 7 vorgesehen. The fermenter 1 preferably has an approximately circular cross-section and has a here all-round fermenter wall 2 from for example concrete or steel. The fermenter roof 5 Like the floor, it can be designed as a flat steel or concrete roof. Here is the fermenter roof 5 formed by a particular flexible material and extends from the wall upwards, so that a curved structure of the container roof 5 results. The angle of inclination of the fermenter roof 5 depends on the specific conditions and can reach or exceed 15 ° or more and in particular also 30 ° or 45 °. Preferably, the fermenter is roof 5 at least partially and in particular completely removable, around the fermenter interior 3 accessible to do. In the fermenter interior 3 is a substrate during operation 7 intended.

In dem Fermenterdach 5 kann wenigstens eine Serviceöffnung 6 vorgesehen sein, um beispielsweise ein in dem Fermenterinnenraum 3 angeordnetes Rührgerät 10 zu warten. Eine Plattform 40 kann kann beispielsweise an der Außenseite der Fermenterwandung 2 befestigt sein, damit eine Bedienperson sich darauf stellen kann. In the fermenter roof 5 can at least one service opening 6 be provided, for example, a in the fermenter interior 3 arranged mixer 10 waiting. A platform 40 can, for example, on the outside of the fermenter wall 2 be fixed so that an operator can stand on it.

2 zeigt eine eine schematische perspektivische Darstellung der Rühreinrichtung 10 mit der Antriebseinrichtung 12. Die Rühreinrichtung 10 wird mittels einer Konsole 36 an der als Stützstange ausgebildeten Stützeinheit 8 höhenverstellbar aufgenommen. Das Rührgerät 10 ist zusammen mit der Stützeinheit 8 verschwenkbar und kann um 360° verdreht werden. Dadurch wird es ermöglicht, die Rührflügel 13, 14 und 15 zur Fermenterwandung 2 hin zu verschwenken und für Wartungszwecke nach oben zu verfahren, wo die Rühreinrichtung dann durch die Serviceöffnung 6 zugänglich ist. 2 shows a schematic perspective view of the stirring device 10 with the drive device 12 , The stirring device 10 is by means of a console 36 on the supporting rod designed as a support unit 8th height adjustable added. The mixer 10 is together with the support unit 8th swivels and can be rotated 360 °. This will allow the agitator blades 13 . 14 and 15 to the fermenter wall 2 to pivot and to move up for maintenance purposes, where the agitator then through the service opening 6 is accessible.

Wie in 1 dargestellt, können zwei, drei oder noch mehr Rühreinrichtungen 10 in dem Fermenterinnenraum 3 angeordnet werden, um für eine zuverlässige und ausreichende Durchmischung des Substrates 7 zu sorgen. Dabei ist es möglich, die verschiedenen Rühreinrichtungen 10 auf unterschiedlichen Höhen 41, 42 zu positionieren, um auf der Höhenposition 41 beispielsweise im unteren Bereich des Fermenters 1 umzurühren, während an der Höhenposition 42 ein oberer Bereich durchmischt wird, um Schwimmschichten aufzulösen bzw. zu vermeiden. As in 1 can represent two, three or even more stirring devices 10 in the fermenter interior 3 be arranged to ensure reliable and adequate mixing of the substrate 7 to care. It is possible, the different stirring devices 10 at different heights 41 . 42 to position it to the height position 41 for example, in the lower part of the fermenter 1 stir while at the height position 42 an upper area is mixed in order to dissolve or avoid floating layers.

Neben den eingezeichneten Höhenstellungen 41 und 42 sind noch weitere Höhenstellungen möglich, insbesondere eine mittlere Höhenposition zwischen der ersten Höhenposition 41 und der zweiten Höhenstellung 42. In addition to the marked height positions 41 and 42 even more height positions are possible, in particular a middle height position between the first height position 41 and the second altitude position 42 ,

Vorzugsweise sind wenigstens zwei Rühreinrichtungen 10 vorgesehen, die jeweils um die Achse der Stützeinheit 8 verschwenkbar sind, um unterschiedliche Durchmischungen und Strömungsrichtungen innerhalb des Substrates 7 erzeugen zu können. Dabei können die Rühreinrichtungen 10 in die gleiche Umlaufrichtung oder schräg zueinander oder in entgegensetzte Umlaufrichtungen ausgerichtet sein. Der Einsatz ist auf der gleichen Höhe oder in unterschiedlichen Höhenpositionen möglich. Jede Rühreinrichtung 10 wird entweder durch eine eigene Steuereinrichtung 50 oder durch eine den Rührgeräten bzw. Rühreinrichtungen 10 gemeinsame Steuereinrichtung 50 gesteuert. Die Ansteuerung erfolgt hier über einen Frequenzumrichter 51. Preferably, at least two stirring devices 10 provided, each about the axis of the support unit 8th are pivotable to different mixing and flow directions within the substrate 7 to be able to produce. The stirring devices can do this 10 be aligned in the same direction of rotation or obliquely to each other or in opposite directions of rotation. The use is possible at the same height or in different height positions. Each stirring device 10 is either by its own control device 50 or by one of the stirrers or stirrers 10 common control device 50 controlled. The control is done here via a frequency converter 51 ,

Wie 2 zeigt, weist eine Rühreinrichtung hier im Ausführungsbeispiel drei Rührflügel 13, 14 und 15 auf, die an einer Flügelnabe 19 angebracht sind. Die Flügelnabe 19 ist wiederum an der in 2 nicht sichtbaren Antriebswelle drehfest befestigt. As 2 shows, a stirring device here in the exemplary embodiment three stirring blades 13 . 14 and 15 on that at a wing hub 19 are attached. The wing hub 19 is in turn at the in 2 invisible drive shaft fixed against rotation.

Die Antriebseinrichtung 12 umfasst den Antriebsmotor 20 und die Vorsatzeinrichtung 30, die an dem Gehäuse des Antriebsmotors 20 befestigt ist. Der Antriebsmotor 20 weist einen großen Durchmesser auf, der durch den Außendurchmesser des Stators 21 wesentlich bestimmt wird. Der Stator 21 bildet mit seiner Außenseite einen Teil des Gehäuses des Antriebsmotors 20. The drive device 12 includes the drive motor 20 and the front-end device 30 attached to the housing of the drive motor 20 is attached. The drive motor 20 has a large diameter, which is determined by the outer diameter of the stator 21 is determined significantly. The stator 21 forms with its outside a part of the housing of the drive motor 20 ,

3 zeigt eine geschnittene schematische Seitenansicht der Rühreinrichtung 10, wobei hier die hinteren Rührflügel 13 und 14 zu sehen sind. 3 shows a sectional schematic side view of the stirring device 10 , where here the rear impellers 13 and 14 you can see.

Erkennbar ist, dass an dem Antriebsmotor 20 eine Vorsatzeinrichtung 30 angebracht ist. Die Vorsatzeinrichtung dient zur Lagerung und Führung der Antriebswelle 16. Auf der Antriebswelle 16 ist die Flügelnabe 19 befestigt, an der wiederum die einzelnen Rührflügel 13 bis 15 befestigt sind. Die Konsolenaufnahme 37 dient zur Befestigung an der Konsole 36. Das Gehäuse 11 wird zum Teil durch den Stator 21 gebildet, der einen Außendurchmesser 21a aufweist. Im Inneren des Stators 21 ist hier ein hohl ausgebildeter Rotor 22 angeordnet. Der Stator 21 weist einen Außendurchmesser 21a auf. Die Antriebswelle 16 weist einen Außendurchmesser 28 auf. Der Außendurchmesser 21a des Stators ist mehrfach größer als der Außendurchmesser 28 der Antriebswelle 16. Dadurch wird ein besonders starkes Drehmoment des Antriebsmotors 20 erzielt. Hier ist auch ein Außendurchmesser 29 der Flügelnabe 19 erheblich kleiner als ein Außendurchmesser 21a des Stators. It can be seen that on the drive motor 20 an attachment 30 is appropriate. The attachment means serves to support and guide the drive shaft 16 , On the drive shaft 16 is the wing hub 19 attached, in turn, the individual stirring blades 13 to 15 are attached. The console recording 37 used for attachment to the console 36 , The housing 11 is partly due to the stator 21 formed, which has an outer diameter 21a having. Inside the stator 21 Here is a hollow trained rotor 22 arranged. The stator 21 has an outer diameter 21a on. The drive shaft 16 has an outer diameter 28 on. The outer diameter 21a of the stator is several times larger than the outer diameter 28 the drive shaft 16 , As a result, a particularly strong torque of the drive motor 20 achieved. Here is also an outer diameter 29 the wing hub 19 considerably smaller than an outside diameter 21a of the stator.

4 zeigt einen detaillierteren Querschnitt des Antriebsmotors 20 mit der daran anmontierten Vorsatzeinrichtung 30. Die Vorsatzeinrichtung 30 ist an dem Stirndeckel 35 des Gehäuses 11 des Antriebsmotors 20 angebracht. In dem Inneren der Vorsatzeinrichtung 30 sind Lagereinrichtungen 31 zur Lagerung der Antriebswelle 16 angeordnet. Die Antriebswelle 16 verfügt über einen Mitnehmer 18, der radial nach außen absteht und in eine entsprechende Nut oder dergleichen in der Flügelnabe eintaucht. 4 shows a more detailed cross section of the drive motor 20 with attached thereto attachment device 30 , The intentional device 30 is on the front cover 35 of the housing 11 of the drive motor 20 appropriate. In the interior of the attachment 30 are storage facilities 31 for mounting the drive shaft 16 arranged. The drive shaft 16 has a driver 18 which protrudes radially outward and dips into a corresponding groove or the like in the wing hub.

Die Kopplung der Antriebswelle 16 mit dem Rotor 22 erfolgt über eine Kopplungseinrichtung 23, die hier als Zahnflansch 26 ausgebildet ist und die den Rotor 22 nach außen hin abdichtet. Der Zahnflansch 26 weist eine Innenverzahnung 27 auf, die im montierten Zustand, wie in 4 dargestellt, im Eingriff mit der Außenverzahnung 17 der Antriebswelle 16 steht. Durch die Vorsatzeinrichtung 30 wird eine einfache und leichte Montage und ein einfacher Austausch ermöglicht. Im Bedarfsfalle wird die Vorsatzeinrichtung zusammen mit der Antriebswelle der Antriebseinrichtung 12 entnommen und kann durch eine neue ausgetauscht werden. The coupling of the drive shaft 16 with the rotor 22 via a coupling device 23 , here as a tooth flange 26 is formed and the rotor 22 seals to the outside. The tooth flange 26 has an internal toothing 27 on, in the assembled state, as in 4 represented, in engagement with the external toothing 17 the drive shaft 16 stands. By the Vorsatzzeinrichtung 30 a simple and easy installation and a simple exchange is made possible. If necessary, the Precaution together with the drive shaft of the drive device 12 removed and can be replaced by a new one.

In 4 ist der Innendurchmesser 32 des Rotors 22 21 eingezeichnet, Der Außendurchmesser 34 des Rotors 22 entspricht dem Innendurchmesser des Stators 21. In 4 is the inner diameter 32 of the rotor 22 21 drawn, The outer diameter 34 of the rotor 22 corresponds to the inside diameter of the stator 21 ,

Der Innendurchmesser 32 beträgt ein Vielfaches des Außendurchmessers 28 der Antriebswelle 16, sodass von dem Antriebsmotor 20 hohe Drehmomente übertragbar sind. The inner diameter 32 is a multiple of the outside diameter 28 the drive shaft 16 , so from the drive motor 20 high torques are transferable.

5 zeigt den Antriebsmotor der Rühreinrichtung ohne Vorsatzeinrichtung im Schnitt. Dabei ist an der Rückseite die Konsolenaufnahme 37 und an der Vorderseite der Stirndeckel 35 zu sehen. In dem Stirndeckel 35 ist eine Wellenöffnung 38 zur Aufnahme der Antriebswelle 16 vorgesehen. An der Wellenöffnung 38 ist wenigstens eine Wellendichtung 39 angeordnet, um den Antriebsmotor nach innen hin abzudichten. 5 shows the drive motor of the stirring device without attachment means in section. It is on the back of the console recording 37 and on the front of the front cover 35 to see. In the front cover 35 is a shaft opening 38 for receiving the drive shaft 16 intended. At the shaft opening 38 is at least one shaft seal 39 arranged to seal the drive motor inwards.

Nach dem Einführen der Antriebswelle 16 in die Wellenöffnung 38 greift die Außenverzahnung 17 der Antriebswelle 16 in die Innenverzahnung 27 des Zahnflansch 26 der Kopplungseinrichtung 23 ein. Es liegt eine drehfeste Kopplung zwischen der Antriebswelle und dem Antriebsmotor 20 vor. Durch den Aufbau mit einem hohlen Rotor 22 mit einem großen Innendurchmesser 32 wird ein leichter Aufbau mit einer hohen Drehmomentübertragbarkeit ermöglicht. Außerdem kann die Antriebswelle 16 ohne Öffnung des Antriebsmotors 20 ausgetauscht werden. After inserting the drive shaft 16 in the shaft opening 38 engages the external teeth 17 the drive shaft 16 in the internal toothing 27 the tooth flange 26 the coupling device 23 one. There is a non-rotatable coupling between the drive shaft and the drive motor 20 in front. By building with a hollow rotor 22 with a large inside diameter 32 a lightweight construction with a high torque portability is made possible. In addition, the drive shaft 16 without opening the drive motor 20 be replaced.

6 und 6a zeigen eine Frontansicht bzw. eine vergrößerte geschnittene Frontansicht des Antriebsmotors 20 ohne Vorsatzeinrichtung 30. Im Hintergrund ist die Konsolenaufnahme 37 zu sehen, während vorn der Stirndeckel 35 mit der darin vorgesehenen Wellenöffnung 38 zu erkennen ist. Erkennbar ist der Zahnflansch 26 mit der Innenverzahnung 27. 6 and 6a show a front view and an enlarged sectional front view of the drive motor 20 without ancillary equipment 30 , In the background is the console recording 37 see, while front of the front cover 35 with the shaft opening provided therein 38 can be seen. The tooth flange is recognizable 26 with the internal toothing 27 ,

6a zeigt eine vergrößerte geschnittene Darstellung eines Teils des Antriebsmotors 20, in der ein Winkelsegment des Stators 21 und des Rotors 22 erkennbar sind. An dem Stator 21 sind mehrere Wicklungen 24 vorgesehen, während an dem Rotor 22 Permanentmagnete 25 angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Zahl der Wicklungen größer als die Zahl der Permanentmagnete und besonders bevorzugt beträgt die Anzahl der Permanentmagnete und der Wicklungen jeweils größer 30 und besonders bevorzugt größer 50. Durch die hohe Anzahl von Wicklungen und Permanentmagneten wird eine genaue Steuerung und es wird ein hohes Drehmoment ermöglicht. In bevorzugten Ausgestaltungen ist der Antriebsmotor 20 als Torquemotor ausgeführt. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind z.B. mindestens 70 Pole, 35 Polpaare und/oder 280 Magnete vorgesehen. 6a shows an enlarged sectional view of a portion of the drive motor 20 in which an angular segment of the stator 21 and the rotor 22 are recognizable. At the stator 21 are several windings 24 provided while on the rotor 22 permanent magnets 25 are arranged. Preferably, the number of windings is greater than the number of permanent magnets, and more preferably, the number of permanent magnets and the windings is larger in each case 30 and more preferably larger 50 , The high number of windings and permanent magnets provides accurate control and high torque. In preferred embodiments, the drive motor 20 designed as a torque motor. In a preferred embodiment, for example, at least 70 poles, 35 pole pairs and / or 280 magnets are provided.

7 zeigt eine Soll-Lastkurve 60 für ein bestimmtes Substrat 7 und einen sich um die Soll-Lastkurve 60 prozentual herum erstreckenden Toleranzbereich 62. Möglich ist es, dass sich der Toleranzbereich 62 um einen festen Wert um die Soll-Lastkurve herum erstreckt. Möglich ist auch ein relativer Prozentsatz von zum Beispiel 5 % oder 10 % Abweichung nach oben und nach unten. 7 shows a target load curve 60 for a particular substrate 7 and one around the desired load curve 60 percentage tolerance range 62 , It is possible that the tolerance range 62 extends around the target load curve by a fixed amount. Also possible is a relative percentage of, for example, 5% or 10% deviation up and down.

In 7 ist das Drehmoment in Newtonmetern über der Drehzahl in Umdrehungen pro Minute für einen konkreten Fall aufgetragen. Diese Soll-Lastkurve kann empirisch ermittelt werden und beispielsweise für ein bestimmtes Substrat mit einer bestimmten Zusammensetzung etc. gelten. Diese Soll-Lastkurve 60 wird vorgegeben, um über die Steuereinrichtung 50 die Rühreinrichtung 10 bzw. die Rühreinrichtungen 10 entsprechend gezielt steuern zu können. In 7 The torque is plotted in Newton meters over the speed in revolutions per minute for a specific case. This desired load curve can be determined empirically and, for example, apply to a specific substrate with a specific composition, etc. This target load curve 60 is predetermined to be via the control device 50 the stirring device 10 or the stirring devices 10 be able to control accordingly.

Wie hier erkennbar, steigt das Drehmoment mit steigender Drehzahl an. As can be seen here, the torque increases with increasing speed.

Grundsätzlich funktioniert die Steuerung bei dem Fermenter 1 derart, dass zunächst bei Start der Anlage eine Soll-Lastkurve 60 vorgegeben oder aus einer Speichereinrichtung abgerufen wird. Im Anschluss wird eine Soll-Drehzahl 61 durch die Steuereinrichtung 50 vorgegeben. Die Steuereinrichtung 50 betreibt die Rühreinrichtung 10 mit einer Ist-Drehzahl, die der vorgegebenen Soll-Drehzahl wenigstens etwa entspricht. Nach Erreichen der Ist-Drehzahl 71 wird an dem Betriebspunkt 74, 75 ein Ist-Messwert aufgenommen, der für das Drehmoment oder die Leistung der Rühreinrichtung 10 bei der Ist-Drehzahl 71 charakteristisch ist. Beispielsweise kann über einen Dehnungsmessstreifen oder dergleichen auf der Antriebswelle oder in oder an dem Rotor ein Messwert aufgenommen werden, der charakteristisch für das anliegende Drehmoment ist. Möglich und bevorzugt ist es aber auch, einen solchen Messwert 73a, 73b direkt aus der elektrischen Leistungsaufnahme der Rühreinrichtung 10 abzuleiten. Der Messwert kann direkt als Kennwert verwendet werden oder der Kennwert wird aus dem Messwert berchnet. Basically, the controller works with the fermenter 1 such that initially when starting the system, a target load curve 60 predetermined or retrieved from a storage device. Following is a setpoint speed 61 by the control device 50 specified. The control device 50 operates the stirring device 10 with an actual speed that corresponds to the predetermined target speed at least approximately. After reaching the actual speed 71 is at the operating point 74 . 75 an actual measured value recorded for the torque or the power of the stirring device 10 at the actual speed 71 is characteristic. For example, a measured value which is characteristic for the applied torque can be recorded on the drive shaft or in or on the rotor via a strain gauge or the like. It is possible and preferred, however, such a measured value 73a . 73b directly from the electrical power consumption of the stirring device 10 derive. The measured value can be used directly as characteristic value or the characteristic value is calculated from the measured value.

Aus dem Messwert wird ein Ist-Kennwert 74, 75 abgeleitet. Dieser Ist-Kennwert wird mit dem sich aus der Soll-Lastkurve 60 bei der vorgegebenen Soll-Drehzahl 61 ergebenden Soll-Kennwert 63 für das Substrat verglichen. The measured value becomes an actual characteristic value 74 . 75 derived. This actual value is determined by the target load curve 60 at the specified target speed 61 resulting target characteristic value 63 for the substrate compared.

Stellt die Steuereinrichtung fest, dass das auftretende Drehmoment bei der Ist-Drehzahl 71 außerhalb des Toleranzbereichs 62 bei der Soll-Drehzahl 61 liegt, so wird entweder die Ist-Drehzahl um ein vorbestimmtes Maß erhöht oder aber abgesenkt, je nachdem, ob das Ist-Drehmoment größer oder kleiner als der Soll-Kennwert 63 ist. If the controller detects that the torque occurring at the actual speed 71 out of tolerance 62 at the target speed 61 is, then either the actual speed is increased by a predetermined amount or lowered, depending after whether the actual torque is greater or less than the desired characteristic value 63 is.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Ist-Drehzahl 71 jeweils um 10 Umdrehungen/min erhöht oder reduziert. Möglich ist es aber auch, dass die Drehzahl in kleineren Schritten oder aber prozentual in Abhängigkeit von der Soll-Drehzahl 61 verändert wird. In the illustrated embodiment, the actual speed 71 Respectively 10 Increased or reduced revolutions / min. But it is also possible that the speed in smaller increments or in percent as a function of the target speed 61 is changed.

Nach der Erhöhung der Ist-Drehzahl auf den Wert 71a steigt das steigt der Ist-Messwert und somit der Ist-Kennwert auf den Wert 73a, der hier im gewählten Ausführungsbeispiel innerhalb des Toleranzbereichs 62 um die Soll-Lastkurve 60 bei der Soll-Drehzahl 61 liegt. Durch die Erhöhung der Drehzahl hat sich das Drehmoment soweit erhöht, dass das Drehmoment nun im gewünschten Bereich liegt. After increasing the actual speed to the value 71a increases the actual measured value increases and thus the actual characteristic value rises to the value 73a , the here in the selected embodiment within the tolerance range 62 around the target load curve 60 at the target speed 61 lies. By increasing the speed, the torque has increased so far that the torque is now in the desired range.

Tritt der umgekehrte Fall auf, d.h., dass das bei der Soll-Drehzahl 61 ein Drehmoment anliegt, welches oberhalb des Toleranzbereichs 62 der Soll-Lastkurve 60 liegt, so wird die Ist-Drehzahl 71 auf die Ist-Drehzahl 71b reduziert. Durch die geringere Drehzahl bedingt, nimmt auch das erforderliche Drehmoment ab, so dass der Ist-Kennwert 73b bei der verringerten Ist-Drehzahl 71b nun innerhalb des Toleranzbereichs 62 der Soll-Lastkurve 60 bei der Soll-Drehzahl 61 liegt. If the reverse case occurs, ie, that at the target speed 61 a torque is applied, which is above the tolerance range 62 the target load curve 60 is, then the actual speed 71 to the actual speed 71b reduced. Conditioned by the lower speed, also decreases the required torque, so that the actual characteristic value 73b at the reduced actual speed 71b now within the tolerance range 62 the target load curve 60 at the target speed 61 lies.

Damit ist in beiden Fällen – also bei einer Überschreitung des Drehmomente nach oben und nach unten – jeweils dafür gesorgt, dass das Ist-Drehmoment sicher in dem gewünschten Bereich liegt. Im Anschluss wird für den Rest eines Rührzyklus die Rühreinrichtung mit der so ermittelten Ist-Drehzahl 71, 71a, oder 71b weiterbetrieben. Thus, in each case - so when exceeding the torque up and down - each ensured that the actual torque is safe in the desired range. Subsequently, for the rest of a stirring cycle, the stirring device with the thus determined actual speed 71 . 71a , or 71b continue to operate.

Falls die Erhöhung bzw. Absenkung des Ist-Drehmomente in einem Schritt nicht ausreichen sollte, wird die oben beschriebene Schleife iterativ durchgelaufen, bis das Ist-Drehmoment in dem gewünschten Zielbereich liegt. If the increase or decrease of the actual torques in one step should not be sufficient, the loop described above is iteratively run through until the actual torque is within the desired target range.

Das bedeutet, dass bei dem Verfahrensablauf zunächst eine Soll-Lastkurve 60 in der Steuereinrichtung 50 hinterlegt wird bzw. aus einer Speichereinrichtung oder aus der Steuereinrichtung 50 eine Soll-Lastkurve 60 abgerufen wird. This means that in the procedure initially a target load curve 60 in the control device 50 is deposited or from a memory device or from the control device 50 a target load curve 60 is retrieved.

Die Steuereinrichtung 50 gibt bei Beginn eines jeden Rührzyklus eine Soll-Drehzahl vor, zunächst die Soll-Drehzahl 61. Die Steuereinrichtung 50 steuert die Rühreinrichtung 10 entsprechend an, sodass die Rühreinrichtung 10 eine Ist-Drehzahl 71 erreicht, die im Rahmen der Regelgenauigkeit der vorgegebenen Soll-Drehzahl 61 entspricht. Es ergibt sich – je nach Eigenschaften des Substrates ein Betiebspunkt 74 oder ein Betriebspunkt 75. The control device 50 indicates at the beginning of each stirring cycle, a target speed, initially the target speed 61 , The control device 50 controls the stirring device 10 accordingly, so that the stirring device 10 an actual speed 71 achieved, within the control accuracy of the predetermined target speed 61 equivalent. This results in a Betiebspunkt depending on the properties of the substrate 74 or an operating point 75 ,

Anschließend erfasst die Steuereinrichtung einen Ist-Messwert 81 (vgl. 8), der für das Drehmoment der Rühreinrichtung 10 bei der Ist-Drehzahl 71 charakteristisch ist. Der Messwert 81 ist insbesondere die elektrische Leistungsaufnahme der Rühreinrichtung bei der Ist-Drehzahl 71, kann aber auch direkt das Drehmoment sein Subsequently, the control device detects an actual measured value 81 (see. 8th ), for the torque of the stirring device 10 at the actual speed 71 is characteristic. The measured value 81 is in particular the electrical power consumption of the stirring device at the actual speed 71 , but can also be directly the torque

Aus dem Ist-Messwert leitet die Steuereinrichtung 50 unter Berücksichtigung der Gerätefaktoren, der auftretenden Verluste etc. einen Ist-Kennwert für das aufgebrachte Drehmoment ab. Der Ist-Kennwert kann auch der abgegebenen Leistung bei der Ist-Drehzahl entsprechen, da sich aus der Leistung das Drehmoment bei bekannter Drehzahl berechnen lässt. Der Ist-Kennwert kann in einfachen Fällen dem Ist-Messwert entsprechen. The control device derives from the actual measured value 50 taking into account the device factors, the losses occurring, etc., an actual characteristic value for the applied torque. The actual characteristic value can also correspond to the output power at the actual rotational speed, since the torque can be calculated from the power at a known rotational speed. The actual characteristic value can in simple cases correspond to the actual measured value.

Die Steuereinrichtung 50 vergleicht im Anschluss den abgeleiteten Ist-Kennwert 81 mit dem sich aus der Soll-Lastkurve 60 bei der vorgegebenen Soll-Drehzahl 61 ergebenden Soll-Kennwert 63. The control device 50 then compares the derived actual characteristic value 81 with the out of the target load curve 60 at the specified target speed 61 resulting target characteristic value 63 ,

In Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs steuert die Steuereinrichtung 50 die Rühreinrichtung 10. Depending on the result of the comparison, the controller controls 50 the stirring device 10 ,

Dabei ermittelt die Steuereinrichtung 50 insbesondere, ob der Ist-Kennwert innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs 62 um die Soll-Lastkurve 60 bei der Soll-Drehzahl 61 liegt. The control device determines 50 in particular, whether the actual characteristic value is within a predetermined tolerance range 62 around the target load curve 60 at the target speed 61 lies.

Danach wird im Fall des Betriebspunktes 74, wenn nämlich der Ist-Kennwert unterhalb des Soll-Kennwerts 63 und außerhalb des Toleranzbereichs 62 liegt, die Ist-Drehzahl 71 der Rühreinrichtung 10 um ein vorbestimmtes Maß (hier 10 Umdrehungen/min) erhöht und es ergibt sich ein neuer Betriebspunkt 74a bei der neuen Ist-Drehzahl 71a mit einem Ist-Drehmoment 73a bzw. mit einem neuen Ist-Kennwert 73a. After that, in the case of the operating point 74 that is, if the actual characteristic value is below the desired characteristic value 63 and out of tolerance 62 is, the actual speed 71 the stirring device 10 increased by a predetermined amount (here 10 revolutions / min) and there is a new operating point 74a at the new actual speed 71a with an actual torque 73a or with a new actual characteristic value 73a ,

Dann liegt der neue Betriebspunkt 74a innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs 62 der Soll-Lastkurve 60 bei der Soll-Drehzahl 61 und der Rührzyklus wird mit dieser Drehzahl weiter betrieben. Then lies the new operating point 74a within the specified tolerance range 62 the target load curve 60 at the target speed 61 and the stirring cycle continues to operate at this speed.

Im Fall des Betriebspunktes 75, wenn nämlich der zugehörige Ist-Kennwert oberhalb des Soll-Kennwerts 63 und außerhalb des Toleranzbereichs 62 liegt, wird die Ist-Drehzahl 71 der Rühreinrichtung 10 um ein vorbestimmtes Maß (hier 10 Umdrehungen/min) verringert und es ergibt sich ein neuer Betriebspunkt 75b bei der neuen Ist-Drehzahl 71b mit einem Ist-Drehmoment 73b bzw. mit einem neuen Ist-Kennwert 73b. In the case of the operating point 75 namely, if the associated actual characteristic value is above the desired characteristic value 63 and out of tolerance 62 is, the actual speed is 71 the stirring device 10 reduced by a predetermined amount (here 10 revolutions / min) and there is a new operating point 75b at the new actual speed 71b with an actual torque 73b or with a new actual characteristic value 73b ,

Nun liegt auch der neue Betriebspunkt 75a innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs 62 der Soll-Lastkurve 60 bei der Soll-Drehzahl 61 und der Rührzyklus wird mit dieser Drehzahl 71b weiter betrieben. Now lies the new operating point 75a within the specified tolerance range 62 the target load curve 60 at the target speed 61 and the Stirring cycle is at this speed 71b continued to operate.

8 zeigt einen schematischen zeitlichen Steuerungsablauf zur Verdeutlichung des Prinzips. Aufgetragen sind die Drehzahl 71, 71a, 71b, 71c und 71d der Rühreinrichtung 10, die Messwerte 81 bis 84 und die aus der elektrischen Leistungsaufnahme resultierenden Kennwerte bzw. Drehmomente 91 bis 94 über der Zeit. Dargestellt sind mehrere Rührzyklen 53 bis 57, die von Rührpausen 52 unterbrochen werden. 8th shows a schematic timing control flow to clarify the principle. Plotted are the speed 71 . 71a . 71b . 71c and 71d the stirring device 10 , the readings 81 to 84 and the resulting from the electrical power consumption characteristics or torques 91 to 94 over time. Shown are several stirring cycles 53 to 57 that by Rührpausen 52 to be interrupted.

Zu Beginn des Rührzyklus 53 wird die Rühreinrichtung 10 zunächst mit einer Ist-Drehzahl 71 angesteuert bzw. betrieben, die der Soll-Drehzahl 61 entspricht. Da die gemessene elektrische Leistung 81 bzw. das das resultierende Drehmoment 91 und somit der Kennwert zunächst über dem gewünschten Soll-Kennwert liegt, wird die Ist-Drehzahl auf den Wert 71b gesenkt, sodass die elektrische Leistungsaufnahme 82 sinkt und sich ein passendes Drehmoment bzw. Kennwert 92 ergibt, der nun im gewünschten Bereich liegt. Diese Drehzahl 71b wird dann bis zum Ende des Rührzyklus 53 beibehalten. At the beginning of the stirring cycle 53 becomes the stirring device 10 initially with an actual speed 71 controlled or operated, the target speed 61 equivalent. Because the measured electric power 81 or the resulting torque 91 and thus the parameter is initially above the desired setpoint value, the actual speed is the value 71b lowered, so the electrical power consumption 82 decreases and a matching torque or characteristic value 92 results, which is now in the desired range. This speed 71b will then be until the end of the stirring cycle 53 maintained.

Der Kennwert 91 und der Messwert 81 (z. B. die Leistung) können linear miteinander verknüpft sein oder über eine sonstige Formel. Möglich ist es auch, dass als Kennwerte 91 bis 94 direkt die Messwerte 81 bis 84 verwendet werden, wenn die Zuordnung eindeutig und reproduzierbar ist. The characteristic value 91 and the reading 81 (eg the power) can be linked linearly or via another formula. It is also possible that as characteristic values 91 to 94 directly the measured values 81 to 84 used if the assignment is unique and reproducible.

Es schließt sich an den Rührzyklus 53 ein Ruhezyklus 52 an, in welchem hier die Drehzahl der Rühreinrichtung 10 auf null abgesenkt wird. It joins the stirring cycle 53 a rest cycle 52 on, in which here the speed of the stirring device 10 is lowered to zero.

In dem folgenden Rührzyklus 54 wird wieder mit der Ist-Drehzahl 71 gestartet, die der Soll-Drehzahl 61 entspricht. Im Rührzyklus 54 liegt die elektrische Leistungsaufnahme 83 und somit der Kennwert bzw. das Drehmoment 93 zunächst unterhalb des Sollwertes, sodass die Drehzahl auf die Ist-Drehzahl 71a erhöht wird. Danach liegen die Leistungsaufnahme 82 und das Drehmoment 92 bzw. der Ist-Kennwert 92 im gewünschten Bereich. Hier in diesem Beispiel wird aus der Leistungsaufnahme mit der Drehzahl das Drehmoment berechnet. In the following stirring cycle 54 will be back at the actual speed 71 started, the target speed 61 equivalent. In the stirring cycle 54 is the electrical power consumption 83 and thus the characteristic value or the torque 93 initially below the setpoint, so that the speed to the actual speed 71a is increased. After that are the power consumption 82 and the torque 92 or the actual characteristic value 92 in the desired area. Here in this example, the torque is calculated from the power consumption with the speed.

Nach dem nächsten Ruhezyklus findet ein Rührzyklus 55 statt, der wiederum mit der Ist-Drehzahl 71 gestartet wird, die der Soll-Drehzahl 61 entspricht. Auch in diesem Rührzyklus wird zunächst wieder eine zu geringe Leistungsaufnahme 83 und somit ein zu geringes Drehmoment 93 detektiert, sodass die Drehzahl auf die Ist-Drehzahl 71a erhöht wird, bei der das gewünschte Ist-Drehmoment 92 anliegt. After the next rest cycle, a stirring cycle takes place 55 instead, in turn, with the actual speed 71 is started, the target speed 61 equivalent. Also in this stirring cycle is initially again too low power consumption 83 and thus too little torque 93 detected, so that the speed to the actual speed 71a is increased, at which the desired actual torque 92 is applied.

Im nächsten Rührzyklus 56 kann ein identisches Verhalten vorliegen, wie durch die durchgezogen eingezeichnete Linie dargestellt ist. Möglich ist es aber auch, dass sich die Eigenschaften des Substrates 7 geändert haben und somit eine weitere Erhöhung der Ist-Drehzahl auf einen noch höheren Wert 71c erforderlich ist, wie gestrichelt dargestellt. Bei der gestrichelt dargestellten Variante im Rührzyklus 56 muss die Ist-Drehzahl in zwei Stufen auf die Werte 71a und 71c erhöht werden, bis das gewünschte Drehmoment erreicht wird. Dabei sind der Messwert 84 und der zugehörige Kennwert 94 zunächst zu gering, steigen dann auf den Messwert 83 bzw. den Kennwert 93 und erreichen erst bei Erhöhung der Drehzahl auf den Wert 71d den Messwert 82 und das gewünschte Drehmoment bzw. den Kennwert 92. In the next stirring cycle 56 There may be an identical behavior as shown by the solid line. But it is also possible that the properties of the substrate 7 have changed and thus a further increase in the actual speed to an even higher value 71c is required, as shown in dashed lines. In the variant shown in dashed lines in the stirring cycle 56 The actual speed must be in two stages to the values 71a and 71c be increased until the desired torque is reached. Here are the measured value 84 and the associated characteristic value 94 initially too low, then rise to the reading 83 or the characteristic value 93 and only reach the value when the speed is increased 71d the measured value 82 and the desired torque or characteristic value 92 ,

Jedes Mal, wenn in aufeinanderfolgenden Rührzyklen die Ist-Drehzahl erhöht werden muss wird ein erster Zähler 65 (vgl. 1) erhöht, sodass der Zähler beim vierten Rührzyklus 56 auf dem Wert 3 steht. Bei Überschreitung einer vorgegebenen Schwelle 67 von z. B. 3, 5 oder 10 oder dergleichen, so wird im sich daran anschließenden Rührzyklus 57 ein neuer Startwert für die Soll-Drehzahl vorgegeben. Der neue Sollwert ist dann direkt höher als der vorhergehende. Dies ist beispielhaft in 8 im letzten Rührzyklus dargestellt, bei der eine Ist-Drehzahl 71d eingestellt wird. Every time the actual speed has to be increased in successive stirring cycles, a first counter is generated 65 (see. 1 ) so that the counter on the fourth stirring cycle 56 is at the value 3. If a predetermined threshold is exceeded 67 from Z. B. 3, 5 or 10 or the like, it is in the subsequent stirring cycle 57 a new starting value for the target speed specified. The new setpoint is then directly higher than the previous one. This is exemplary in 8th shown in the last stirring cycle, where an actual speed 71d is set.

Wird umgekehrt die Ist-Drehzahl verringert, wird ein zweiter Zähler 66 erhöht. Überschreitet der eine (gleiche oder andere) Schwelle 67, wird auch entsprechend reagiert. Conversely, if the actual speed is reduced, a second counter 66 elevated. If one crosses (same or another) threshold 67 , will respond accordingly.

Überschreitet der erste Zähler 65 oder der zweite Zähler 66 eine Schwelle 67, da in aufeinanderfolgenden Rührzyklen jeweils in dieselbe Richtung verschoben werden musste, werden insbesondere auch Handlungsmaßnahmen ausgegeben, wie z. B. weniger oder mehr Füttern (je nach Richtung), oder es wird eine andere Rührwerksposition angefahren oder es werden längere (oder kürzere) Rührzyklen durchgeführt, Exceeds the first counter 65 or the second counter 66 a threshold 67 , as had to be moved in successive stirring cycles each in the same direction, in particular, action is spent, such. Less or more feeding (depending on the direction), or another agitator position is approached or longer (or shorter) agitation cycles are performed,

9 zeigt zwei unterschiedliche Lastkurven 70 und 80, wobei jeweils das Drehmoment in Newtonmetern (Nm) über der Drehzahl in Umdrehungen pro Minute aufgetragen ist. 9 shows two different load curves 70 and 80 , where in each case the torque in Newton meters (Nm) is plotted against the speed in revolutions per minute.

Die Lastkurven 70 und 80 repräsentieren hier zwei unterschiedliche Substrate 7, wobei die Lastkurve 70 mit dem Material „Schweinegülle“ aufgenommen wurde und ein niedrigviskoses Medium darstellt. Die Lastkurve 80 wurde mit dem Material Gärrest eines Fermenters aufgenommen. Dieses Substrat für die Kurve 80 stellt ein mittelviskoses Medium dar. The load curves 70 and 80 represent here two different substrates 7 , where the load curve 70 was taken with the material "pig manure" and represents a low-viscosity medium. The load curve 80 was taken up with the material digestate of a fermenter. This substrate for the curve 80 represents a medium-viscosity medium.

Hier im Ausführungsbeispiel schneiden sich die beiden Lastkurven 70 und 80 bei den Messpunkten 76 und 86, während bei dem Messpunkt 75 das erforderliche Drehmoment der Lastkurve 70 geringer ist als das entsprechende Drehmoment an dem Messpunkt 85 der Lastkurve 80. Here in the embodiment, the two load curves intersect 70 and 80 both measuring points 76 and 86 while at the measuring point 75 the required torque of the load curve 70 is less than the corresponding torque at the measuring point 85 the load curve 80 ,

Während hier im Ausführungsbeispiel bei den dargestellten Lastkurven 70 und 80 das zur Drehung erforderliche Drehmoment bei geringen Drehzahlen (Messpunkte 75, 85) bei der Lastkurve 80 zunächst höher ist, wird das erforderliche Drehmoment zur Drehung der Rühreinrichtung 10 bei höheren Drehzahlen bei der Lastkurve 80 geringer als bei der Lastkurve 70. While here in the embodiment in the illustrated load curves 70 and 80 the torque required for rotation at low speeds (measuring points 75 . 85 ) at the load curve 80 initially higher, the torque required to rotate the stirring device 10 at higher speeds at the load curve 80 less than the load curve 70 ,

Das bedeutet, dass mit dem Fermenter 1 und der darin angeordneten Rühreinrichtung 10 es möglich ist, Lastkurven 70, 80 des darin befindlichen Substrats 7 aufzunehmen. Anhand des Drehmomentverlaufs der Lastkurven 70 bzw. 80 können auf die jeweiligen Eigenschaften und gegebenenfalls die Zusammensetzung der jeweiligen Substrate 7 Rückschlüsse gezogen werden. That means with the fermenter 1 and the stirring means disposed therein 10 it is possible to load curves 70 . 80 of the substrate therein 7 take. Based on the torque curve of the load curves 70 respectively. 80 may be based on the respective properties and, where appropriate, the composition of the respective substrates 7 Conclusions are drawn.

Beispielsweise kann die Lastkurve 70 die Soll-Lastkurve für das verwendete Substrat 7 darstellen. Wenn nun im Laufe des Betriebes eine Lastkurve mit der Rühreinrichtung und der Steuereinrichtung 50 aufgezeichnet wird und die aufgezeichnete Lastkurve der Lastkurve 80 entspricht, so können die Unterschiede der Lastkurven 70 und 80 ausgewertet werden und es können konkrete Handlungsempfehlungen ausgegeben oder direkt veranlasst werden, um die in dem Substrat vorhandene Lastkurve an die Soll-Lastkurve anzupassen. Es kann z.B. die Zusammensetzung des zugeführten Materials verändert werden. Es ist auch möglich, die Betriebsbedingungen der Rühreinrichtungen zu ändern und beispielsweise für eine bestimmte Zeit stärker zu rühren oder gegebenenfalls schwächer. Möglich ist es auch, die Gasabnahme in Abhängigkeit von den erfassten Lastkurven zu ändern For example, the load curve 70 the target load curve for the substrate used 7 represent. If now in the course of operation, a load curve with the stirring device and the control device 50 is recorded and the recorded load curve of the load curve 80 corresponds, so can the differences of the load curves 70 and 80 can be evaluated and it can be issued specific action recommendations or promptly to adjust the existing load curve in the substrate to the target load curve. For example, the composition of the material supplied can be changed. It is also possible to change the operating conditions of the stirring devices and, for example, to stir more for a certain time or possibly weaker. It is also possible to change the gas consumption depending on the recorded load curves

Möglich und bevorzugt ist es auch, die Rühreinrichtung 10 in Abhängigkeit von der gewünschten Gasabnahme zu steuern. Beispielsweise kann zu bestimmten Zeiten mehr Geld für abgelieferten Strom abgerechnet werden, sodass es empfehlenswert ist zu diesen Zeitpunkten mehr Gas und insbesondere Strom zu produzieren. Dadurch kann durch einen gezielten Einsatz der Rühreinrichtungen dafür gesorgt werden, dass zu diesen Zeitpunkten oder davor (zur Speicherung) eine erhöhte Gasausgabe erfolgt. It is possible and preferred, the stirring device 10 depending on the desired gas loss control. For example, at certain times more money can be billed for delivered electricity, so it is advisable to produce more gas and especially electricity at these times. This can be ensured by a targeted use of the stirring means that at these times or before (for storage) an increased gas output takes place.

Mit den Rühreinrichtungen, die automatisch entlang der Höhe der Stützeinheiten 8 verfahrbar angeordnet sind, ist es auch möglich, auf unterschiedlichen Höhenstellungen 41, 42 etc. Lastkurven 70, 80 des im Fermenterinnenraum sich befindenden Substrates 7 aufzunehmen. Über unterschiedliche Lastkurven 70, 80 in unterschiedlichen Höhen kann auf das Vorhandensein und die Größe von Schwimmschichten und weitere Parameter des Substrates zurückgeschlossen werden. Wird beispielsweise in bestimmten Höhenschichten eine geringe Viskosität detektiert, kann dies auf das Aufschwimmen bestimmter Bestandteile oder das Absenken anderer Bestandteile hindeuten. Durch entsprechende Messungen in Schichten darüber und darunter kann so auf eine inhomogene Verteilung in dem Substrat in dem Fermenter geschlossen werden. With the stirring devices that automatically along the height of the support units 8th are arranged movable, it is also possible to different heights 41 . 42 etc. load curves 70 . 80 of the substrate located in the fermenter interior 7 take. Over different load curves 70 . 80 at different heights, it is possible to deduce the presence and size of floating layers and other parameters of the substrate. If, for example, a low viscosity is detected in certain height layers, this may indicate the floating of certain constituents or the lowering of other constituents. By appropriate measurements in layers above and below it can be concluded that an inhomogeneous distribution in the substrate in the fermenter.

Durch entsprechende Ansteuerung der Rühreinrichtungen 10 (Höhe, Winkel, Intensität) kann eine vollständigere Durchmischung erzielt werden. By appropriate control of the stirring devices 10 (Height, angle, intensity) a more complete mixing can be achieved.

Gezielte Strategien zum Gasaustreiben sind möglich, so z. B. eine spiralförmige automatische Anordnung, bei der das Austreiben von unten nach oben erfolgt Targeted strategies for driving gas are possible, such. Example, a spiral-shaped automatic arrangement, in which the expulsion from bottom to top

Durch die Aufzeichnung von Lastkurven 70, 80 ist es auch jederzeit möglich, die in der Steuereinrichtung 50 hinterlegte Soll-Lastkurve durch eine aktuell erfasste Lastkurve zu ersetzen. Wenn der Betreiber oder der Hersteller feststellt, dass sich der Fermenter 1 im derzeitigen Betrieb so verhält, wie erwünscht, kann eine neue Soll-Lastkurve 60 erstellt und abgespeichert werden. Das kann regelmäßig oder nur auf Wunsch geschehen, beispielsweise, wenn sich die Zusammensetzung des zugeführten Substrates ändert. By recording load curves 70 . 80 It is also possible at any time in the control device 50 deposited target load curve to be replaced by a currently recorded load curve. If the operator or the manufacturer determines that the fermenter 1 behave as desired in the current operation, a new target load curve 60 be created and stored. This can be done regularly or only on request, for example, if the composition of the supplied substrate changes.

Insgesamt stellt die Erfindung eine Mediums-abhängige Rührwerkstechnik zur Verfügung, bei der in Abhängigkeit von den aktuellen Bedingungen des Substrats die Steuerung automatisch erfolgt. Overall, the invention provides a medium-dependent agitator technology in which, depending on the current conditions of the substrate, the control is automatic.

Der Betrieb erfolgt Energieschonend. Durch die Steuerung wird das Substrat homogenisiert. Die Sollwerte ergeben sich je nach eingesetztem Medium. Der Zustand des Medium wird lokal erfasst. The operation is energy-saving. The control homogenizes the substrate. The setpoints result depending on the medium used. The state of the medium is recorded locally.

Durch die Mess- und Steuerungswerte können Handlungsmaßnahmen ausgegeben werden. Es werden Abweichungen erfasst und Korrekturmaßnahmen vorgenommen oder vorgeschlagen. Bei Störungen werden Handlungsmaßnahmen vorgeschlagen. Insgesamt sind ein vollständiges Monitoring und eine Ferndiagnose möglich. Die Wartung kann vor Ort erfolgen. The measuring and control values allow action measures to be issued. Deviations are recorded and corrective measures are taken or proposed. In case of disturbances, action measures are proposed. Overall, complete monitoring and remote diagnostics are possible. Maintenance can be done on site.

Als Rührgerät wird ein hocheffizientes getriebeloses Rührwerk mit einem verlustarmen Direktantrieb eingesetzt, welches ein über der Drehzahl konstantes Drehmoment von bis zu 1000 Nm gewährleistet. Der Drehzahlbereich erstreckt sich stufenlos von 0–250 Umdrehungen pro Minute. As a stirrer, a highly efficient gearless agitator with a low-loss direct drive is used, which ensures a constant over the speed torque of up to 1000 Nm. The speed range extends continuously from 0-250 revolutions per minute.

Der Leistungsbereich des im Ausführungsbeispiel beschriebenen Geräts beträgt 4 bis 12,5 kW. Der Volumenstrom beträgt hier bis zu 153 m³/min. Durch die komfortable Höhen- und Schwenkvorrichtung wird eine sichere Positionierung in Höhe und Winkel erreicht. The power range of the device described in the embodiment is 4 to 12.5 kW. The volume flow is up to 153 m ³ / min. The comfortable height and swivel device ensures safe positioning in height and angle.

Zur Steuerung kann eine multifunktionale Kontrolle der Prozessdaten wie Volumenstrom, Druck, Drehmoment, Leistung, SET Kennzahlenkurve, Kennzahlenkurvenfunktion erfolgen. For the control, a multifunctional control of the process data such as volume flow, pressure, torque, power, SET characteristic curve, characteristic curve function can be performed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1

Fermenter fermenter

2 2

Fermenterwandung Fermenterwandung

3 3

Fermenterinnenraum Fermenter interior

4 4

Horizontale horizontal

5 5

Fermenterdach fermenter roof

6 6

Serviceöffnung service opening

7 7

Substrat substratum

8 8th

Stützeinheit support unit

9 9

Seil rope

10 10

Rühreinrichtung, Rührgerät Stirring device, mixer

11 11

Gehäuse casing

12 12

Antriebseinrichtung driving means

13–15 13-15

Rührflügel impellers

16 16

Antriebswelle drive shaft

17 17

Außenverzahnung external teeth

18 18

Mitnehmer takeaway

19 19

Flügelnabe blade hub

19a 19a

Fixiereinheit fuser

20 20

Antriebsmotor drive motor

21 21

Stator stator

21a 21a

Außendurchmesser 21 outer diameter 21

22 22

Rotor rotor

23 23

Kopplungseinrichtung coupling device

24 24

Wicklung winding

25 25

Permanentmagnet permanent magnet

26 26

Zahnflansch toothed flange

27 27

Innenverzahnung 26 internal gearing 26

28 28

Außendurchmesser 16 outer diameter 16

29 29

Außendurchmesser 19 outer diameter 19

30 30

Vorsatzeinrichtung An accessory

31 31

Lagereinrichtung 30 Storage facility 30

32 32

Innendurchmesser 22 Inner diameter 22

33 33

hohler Teil von 22 hollow part of 22

34 34

Außendurchmesser 22 outer diameter 22

35 35

Stirndeckel front cover

36 36

Konsole console

37 37

Konsolenaufnahme console recording

38 38

Wellenöffnung shaft opening

39 39

Wellendichtung shaft seal

40 40

Plattform platform

41 41

1. Höhenstellung 1st height position

42 42

2. Höhenstellung 2. height position

50 50

Steuereinrichtung control device

51 51

Frequenzumrichter frequency converter

52 52

Ruhezyklus rest cycle

53–57 53-57

Rührzyklus agitation cycle

60 60

Soll-Lastkurve Target load curve

61 61

Soll-Drehzahl Target speed

62 62

Toleranzbereich tolerance

63 63

Soll-Kennwert Target parameter

65 65

erster Zähler first counter

66 66

zweiter Zähler second counter

67 67

Schwelle threshold

70 70

Lastkurve load curve

71 71

Ist-Drehzahl Actual speed

71a, 71b71a, 71b

Ist-Drehzahl  Actual speed

72a, 72b72a, 72b

Ist-Messwert  Is reading

73a, 73b73a, 73b

Ist-Kennwert  Actual characteristic value

74, 74a74, 74a

Betriebspunkt  operating point

75, 75a75, 75a

Betriebspunkt  operating point

81–84 81-84

Messwert reading

91–94 91-94

Kennwert characteristic value

100 100

Biogasanlage biogas plant

Claims (22)

Rühreinrichtung (10) insbesondere für einen Fermenter (1) einer Biogasanlage (100) mit einem Gehäuse (11) und einer Antriebseinrichtung (12) zum drehbaren Antreiben wenigstens eines Rührflügels (13–15), wobei die Antriebseinrichtung (12) eine Antriebswelle (16) und einen elektrischen Antriebsmotor (20) umfasst, wobei der Antriebsmotor (20) abgedichtet in dem Gehäuse (11) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (20) einen äußeren hohlen Stator (21) und einen zentrisch darin aufgenommenen wenigstens teilweise hohl ausgebildeten rotierbaren Rotor (22) umfasst, wobei der Rotor (22) drehbar an dem Gehäuse (11) gelagert ist und eine Kopplungseinrichtung (23) zur drehfesten Kopplung mit der Antriebswelle (16) aufweist, um mittels der Antriebswelle (16) den wenigstens einen Rührflügel (13–15) anzutreiben. Stirring device ( 10 ) in particular for a fermenter ( 1 ) of a biogas plant ( 100 ) with a housing ( 11 ) and a drive device ( 12 ) for rotatably driving at least one stirring blade ( 13 - 15 ), wherein the drive device ( 12 ) a drive shaft ( 16 ) and an electric drive motor ( 20 ), wherein the drive motor ( 20 ) sealed in the housing ( 11 ), characterized in that the drive motor ( 20 ) an outer hollow stator ( 21 ) and a centrally at least partially hollow rotatable rotor ( 22 ), wherein the rotor ( 22 ) rotatable on the housing ( 11 ) is mounted and a coupling device ( 23 ) for non-rotatable coupling with the drive shaft ( 16 ) by means of the drive shaft ( 16 ) the at least one stirring blade ( 13 - 15 ) to drive. Rühreinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der Stator (21) mit einer Mehrzahl von elektrischen Wicklungen (24) und der Rotor (22) mit einer Mehrzahl an Permanentmagneten (25) ausgerüstet ist. Stirring device ( 10 ) according to claim 1, wherein the stator ( 21 ) having a plurality of electrical windings ( 24 ) and the rotor ( 22 ) with a plurality of permanent magnets ( 25 ) is equipped. Rühreinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Antriebsmotor (20) als Direktantrieb ausgebildet ist und die Flügelnabe (19) getriebelos mit dem Antriebsmotor (20) gekoppelt ist. Stirring device ( 10 ) according to claim 1 or 2, wherein the drive motor ( 20 ) is designed as a direct drive and the wing hub ( 19 ) gearless with the drive motor ( 20 ) is coupled. Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopplungseinrichtung (23) des Rotors (22) einen Zahnflansch (26) umfasst, der eine Innenverzahnung (27) zur drehfesten Aufnahme der mit einer Außenverzahnung (17) ausgerüsteten Antriebswelle (16) aufweist. Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the coupling device ( 23 ) of the rotor ( 22 ) a toothed flange ( 26 ), which has an internal toothing ( 27 ) for non-rotatably receiving the with an external toothing ( 17 ) equipped drive shaft ( 16 ) having. Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (12) eine Vorsatzeinrichtung (30) mit einer Lagereinrichtung (31) zur drehbaren Lagerung der Antriebswelle (16) umfasst, wobei die Vorsatzeinrichtung (30) mit dem Gehäuse (11) abnehmbar verbunden ist. Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the drive device ( 12 ) a pre-installation device ( 30 ) with a storage facility ( 31 ) for rotatably supporting the Drive shaft ( 16 ), wherein the front-end device ( 30 ) with the housing ( 11 ) is detachably connected. Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flügelnabe (19) drehfest auf der Antriebswelle (16) angeordnet und der Rührflügel (13–15) an der Flügelnabe (19) angebracht ist. Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the wing hub ( 19 ) rotatably on the drive shaft ( 16 ) and the impeller ( 13 - 15 ) on the wing hub ( 19 ) is attached. Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebswelle (16) wenigstens einen radialen Mitnehmer (18) zur drehfesten Verbindung mit der Flügelnabe (19) umfasst. Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the drive shaft ( 16 ) at least one radial driver ( 18 ) for non-rotatable connection with the wing hub ( 19 ). Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flügelnabe (19) mittels einer Fixiereinheit (19a) am vorderen Ende der Antriebswelle (16) axial fixiert ist. Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the wing hub ( 19 ) by means of a fixing unit ( 19a ) at the front end of the drive shaft ( 16 ) is axially fixed. Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Außendurchmesser (29) der Flügelnabe (19) wenigstens doppelt so groß und insbesondere wenigstens dreimal so groß ist wie ein Außendurchmesser (28) der Antriebswelle (16). Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein an outer diameter ( 29 ) the wing hub ( 19 ) is at least twice as large and in particular at least three times as large as an outer diameter ( 28 ) of the drive shaft ( 16 ). Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Innendurchmesser (32) des hohlen Teils (33) des Rotors (22) wenigstens doppelt so groß ist wie ein Außendurchmesser (28) der Antriebswelle (16). Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein an inner diameter ( 32 ) of the hollow part ( 33 ) of the rotor ( 22 ) is at least twice as large as an outer diameter ( 28 ) of the drive shaft ( 16 ). Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Außendurchmesser (34) des Rotors (22) wenigstens dreimal und insbesondere wenigstens viermal so groß ist wie ein Außendurchmesser (28) der Antriebswelle (16). Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein an outer diameter ( 34 ) of the rotor ( 22 ) is at least three times and in particular at least four times as large as an outer diameter ( 28 ) of the drive shaft ( 16 ). Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Außendurchmesser (34) des Rotors (22) größer ist als ein Außendurchmesser (29) der Flügelnabe (19). Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the outer diameter ( 34 ) of the rotor ( 22 ) is larger than an outer diameter ( 29 ) the wing hub ( 19 ). Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenseite des Stators (21) eine Außenfläche des Gehäuses (11) bildet. Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the outside of the stator ( 21 ) an outer surface of the housing ( 11 ). Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebswelle (16) von einer Vorderseite des Gehäuses (11) absteht und wobei auf der Rückseite des Gehäuses (11) eine Konsolenaufnahme (37) zur Befestigung an einer Konsole (36) angeordnet ist. Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the drive shaft ( 16 ) from a front side of the housing ( 11 ) and wherein on the back of the housing ( 11 ) a console recording ( 37 ) for attachment to a console ( 36 ) is arranged. Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Antriebswelle (16) von dem Zahnflansch (26) durch eine Wellenöffnung (38) in einem Stirndeckel (35) aus dem Gehäuse (11) heraus nach außen erstreckt, wobei an der Wellenöffnung (38) wenigstens eine Wellendichtung (39) zwischen dem Stirndeckel (35) und der Antriebswelle (16) angeordnet ist. Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the drive shaft ( 16 ) from the tooth flange ( 26 ) through a shaft opening ( 38 ) in a front cover ( 35 ) out of the housing ( 11 ) out to the outside, wherein at the shaft opening ( 38 ) at least one shaft seal ( 39 ) between the front cover ( 35 ) and the drive shaft ( 16 ) is arranged. Rühreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Mehrzahl von zwei, drei oder mehr Rührflügeln (11–13) vorgesehen ist. Stirring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein a plurality of two, three or more impellers ( 11 - 13 ) is provided. Fermenter (1) einer Biogasanlage (100) mit einem wenigstens teilweise mit Substrat (7) füllbaren Fermenterinnenraum (3), wobei in dem Fermenterinnenraum (3) wenigstens eine über eine Steuereinrichtung (50) gesteuerte Rühreinrichtung (10) angeordnet ist, wobei die Rühreinrichtung (10) ein Gehäuse (11), wenigstens einen Rührflügel (13–15) und eine Antriebseinrichtung (12) zum drehbaren Antreiben des wenigstens einen Rührflügels (13–15) aufweist, wobei die Antriebseinrichtung (12) eine Antriebswelle (16) und einen elektrischen Antriebsmotor (20) umfasst, wobei der Antriebsmotor (20) abgedichtet in dem Gehäuse (11) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (20) einen äußeren hohlen Stator (21) und einen zentrisch darin aufgenommenen und wenigstens teilweise hohl ausgebildeten rotierbaren Rotor (22) umfasst, wobei der Rotor (22) drehbar an dem Gehäuse (11) gelagert ist und eine Kopplungseinrichtung (23) zur drehfesten Kopplung mit der Antriebswelle (16) aufweist, um mittels der Antriebswelle (16) den wenigstens einen Rührflügel (13–15) anzutreiben. Fermenter ( 1 ) of a biogas plant ( 100 ) with at least partially substrate ( 7 ) fillable fermenter interior ( 3 ), wherein in the fermenter interior ( 3 ) at least one via a control device ( 50 ) controlled stirring device ( 10 ), wherein the stirring device ( 10 ) a housing ( 11 ), at least one agitating blade ( 13 - 15 ) and a drive device ( 12 ) for rotatably driving the at least one stirring blade ( 13 - 15 ), wherein the drive device ( 12 ) a drive shaft ( 16 ) and an electric drive motor ( 20 ), wherein the drive motor ( 20 ) sealed in the housing ( 11 ), characterized in that the drive motor ( 20 ) an outer hollow stator ( 21 ) and a rotor rotatably mounted therein (at least partially hollow) 22 ), wherein the rotor ( 22 ) rotatable on the housing ( 11 ) is mounted and a coupling device ( 23 ) for non-rotatable coupling with the drive shaft ( 16 ) by means of the drive shaft ( 16 ) the at least one stirring blade ( 13 - 15 ) to drive. Fermenter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotor (22) innenliegend vorgesehen ist und der Stator (21) den Rotor (22) umgibt. Fermenter ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the rotor ( 22 ) is provided on the inside and the stator ( 21 ) the rotor ( 22 ) surrounds. Fermenter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (12) über einen Frequenzumrichter (51) angesteuert wird. Fermenter ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the drive device ( 12 ) via a frequency converter ( 51 ) is driven. Fermenter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Antriebsmotor (20) geeignet ist, bei einer Drehzahl von 1 Umdrehung/Sekunde ein Drehmoment von wenigstens 250 Nm und insbesondere von wenigstens 300 Nm aufzubringen. Fermenter ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the drive motor ( 20 ) is capable of applying a torque of at least 250 Nm and in particular of at least 300 Nm at a speed of 1 revolution / second. Fermenter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Antriebsmotor (20) für Drehzahlen von bis zu 150 und insbesondere 200 Umdrehungen pro Minute und insbesondere für Drehzahlen zwischen 30 und 180 Umdrehungen pro Minute ausgebildet ist. Fermenter ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the drive motor ( 20 ) is designed for speeds of up to 150 and in particular 200 revolutions per minute and in particular for speeds between 30 and 180 revolutions per minute. Fermenter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rühreinrichtung (10) automatisch höhenverstellbar und/oder seitenverstellbar ist. Fermenter ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the stirring device ( 10 ) is automatically height-adjustable and / or laterally adjustable.

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