DE2918228A1

DE2918228A1 - Vorrichtung zum zerkleinern von faserhaltigen beimengungen und feststoffen in pumpfaehigen medien, insbesondere strohhaltigem stallmist und pflanzlichen abfaellen

Info

Publication number: DE2918228A1
Application number: DE19792918228
Authority: DE
Inventors: Dieter Reusch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-05-05
Filing date: 1979-05-05
Publication date: 1980-11-13

Description

Vorrichtung zum Zerkleinern von faserhaltigen Bei-
mengungen und Feststoffen in pumpfähigen Medien, insbesondere strohhaltigem Stallmist und pflanzlichen Abfällen.
rfindunbetrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von insbesondere pflanzlichen Abfallstoffen und / oder Stallmist für die Aufbereitung und Verwendung in Biogasanlagen. Im Gegensatz zur"Trockenausfaulung" mit nur geringes Feuchtigkeitsgehalt und unzerkleinerten Stoffen sollten bei der "Naßfaulung" Pflanzenabfälle und Stroh möglichst fein zerkleinert werden. Dies im Wesentlichen aus dreierlei Grunde: 1. Durch die Zerkleinerung wird das Faulgut für den bakteriologischen Abbau aufgeschlossen.
2. Die bekannte Schwimmdeckenbildung und die damit verbundene Problematik der Entgasung werden durch die Zerkleinerung weitgehend vermieden. 3. Durch die Zerkleinerung werden Verfestigungen des Materials in den Anlageteilen verhindert und die Pumpfähigkeit verbessert.
Nach dem Stand der Technik ist eine erkleinerung bis zu einer minimalen Länge von 10 n mit sogenanaten Exakt-Häckslern möglich. (Literatur: E. Done, "Feldwirtschaft", Verlag Ulmert Stuttgart, S. 205).
Da jedoch Längen unter 10 mm erforderlich sind, genügen Exakt- Häcksler nicht, zumal sich Uberlängen ohne Recuttereinsatz nicht vermeiden lassen. In trockenem Zustand wäre eventuell noch eine Zerkleinerung mit einer HammermUhle möglich. Stroh ist jedoch zäh und besitzt nicht den Trockenmassegehalt, der fur die Funktion dieser Mühlen nötig ist.
Die Folge wäre ein hoher Energieaufwand. Analog wären die Ergebnisse mit sogenannten Kugel- bezw. Walzenmühlen der Patentklasse Gruppe 50c ia - 01. Bei der Verwendung als Einstreu ergäbe sich außerdem eine unangenehme Staubentwicklung. Auch bei Verwendung ron zerkleinertem Stroh als Einstreu läßt sich nicht vermeiden, daß Futterreste (Heu, Gras, Silage usw.) in den Mist gelangen. Eine Nachzerkleinerung des Füssigmistes ist deshalb unumgänglich. Wegen der Zähigkeit der Strohteile kann das schneidende Prinzip nicht aufgegeben werden. Bekannt sind Kreiselpumpen, bei denen in der Ansaugöffnung axial angelegte Schneiden im Prinzip der sogenannten Schneidgebläse angebracht sind.
Der Schnitt ist jedoch hier wie dort nicht exakt. Um den gewunschten Feinheitsgrad zu erhalten, ist deshalb eine mehrfache Passage durch die Pumpe notwendig, was mit erheblichem Energieaufwand verbunden ist. Ein weiterer Nachteil dieser Pumpen besteht außerdem darin, daß bei hohem Feststoffgehalt oder längeren Stengelteilen Verstopfungen und "Zopfbildungen" auftreten. Bekannt ist auch, daß zur Verarbeitung von Grobstoffen in der Abwassertechnik TrommlmUhlen verwendet werden mit im Innern gleitbar angeordneten Quetechmeseern. Zum Beispiel: Deutsche Patentschrift Nr.
1219315.
Zum einen ist jedoch die Geschwindigkeit der Trommelmühlen durch die "kritische Geschwindigkeit" begrenzt, sodaß nur Uber eine, fur landwirtschaftliche Verhältnisse unzumutbare Dimensionierung eine entsprechende Leistung erzielt werden könnte, und zum andern funktionieren diese Trommelmühlen nur unter Wasserdurchfluß mit geringem Feststoffanteil zufriedenstellend. Aus den genannten Gründen sind diese Trommelmühlen für die Aufbereitung eines Substrates für Bit das anlagen weniger geeignet, weil hier sehr hohe Feststoffgehalte in kurzer Zeit verarbeitet werden sollen. Schnekkenpressen mit Zylindersieb oder Axialdreschtrommeln hingegen setzen einen weit höheren Feststoffanteil voraus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in Flussigkeiten enthaltenen faserigen Feststoffe, insbesondere Stroh und Pflanzenteile in Mist so zu zerkleinern, daß eine homogene Ausfaulmasse mit großer "biologischer Oberfläche"entsteht.
Die Aufgabe wurde bei der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die bei den genannten Vorrichtungen grundsätzlich bekannten technischen Prinzipien in einem bisher nicht bekannten Zusammenhang für eine Vorrichtung zum Zerkleinern von insbesondere strohhaltigem Stallmist in der Weise angewendet sind, daß in einem feststehenden, mit vorzugsweise runden, an der Innenseite scharfkantigen Öffnungen versehenen Zylinder mindestens ein Quaderförmi ger Schneidkörper rotiert, welcher mit einer Schneidkante versehen ist und durch Zentrifugalkraft an die Innenseite des Zylinders angedrückt wird. Der Schneidkörper ist auf der Laufflächenseite mit einer kerbartigen Vertiefung versehen, welche sich aus dem zu verarbeitenden Material fUllt und damit eine Reibungsverminderung bewirkt. Die Kerbe kann auch mit einem Material, das günstige Gleiteigenschaften besitzt, ausgefüllt sein.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die zu verarbeitenden Stoffe axial parallel mit der auf der Stirneeite gelagerten Welle zugeführt und durch die Öffnungen im Zylinder radial abgeführt werden. Auf der Antriebswelle ist wenigstens ein finger- oder messerförmiger Nocken angebracht, welcher an wenigstens einem finger- oder messerförminen Ansatz, der an dem die Antriebswelle umgebenden GehAuse befestigt ist, vorbeirotiert.
Der mit der Erfindung erreichte technische Fortschritt besteht darin, daß Je nach der Größe der oeffnungen im Zylinder mit einer Passage Längen von unter 10 mm zu erreichen sind, wobei keine Uberlängen entstehen. Durch die quaderförmige, nicht in rundem Querschnitt ausgeftihrte Form der rotierenden Schneidkörper erfolgt kein Abrollen auf der Zylinderinnenwand, wie bei Kugelmuhlen, sodaß mit der Offnungekante als Gegenschneide das schneidende Prinzip tangential angewandt ist. Damit, und zusammen mit der Tatsache, daß nur eine Passage für die Zerkleinerung notwendig ist, wird eine Senkung des Energisaufwandes erreicht. Eine Begrenzung der Geschwindigkeit durch die kritische Geschwindugkeit" wie tei Trommelmühlen besteht nicht, deshalb können auch mit kleinen Dimensionen die notwendigen Verfahrensleistungen erzielt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch das Fliehkraftprinzip sich eine Verminderung von Bruchgefahr bei Fremdkörpern ergibt und das Nachstellen der Schneidkörper entfällt (geringer Wartungsaufwand). Der mit hoher Geschwindigkeit verbundene Verschleiß wird durch das in der kerbartigen Vertiefung der Schneidkörper sich ansammelnde oder angebrachte Material vermindert. Durch die Formgebung, Anzahl und Größe der Durchtrittsöffnungen und deren Verteilung auf der Zylinderoberfläche können der Feinheitsgrad und die Struktur des Faulguts in der Abstimmung von Schneidwirkung zu Reibanteil, sowie der Dauer der Bearbeitungezeit eingestellt werden. Dies ist auch bei festgelegter Zylindergestaltung durch Veränderung der Drehzahl in gewissem Umfang möglich.
In der Regel kommt die Zerkleinerungsvorrichtung in vertikaler oder geneigter Lage in einer Grube zum Einsatz. Gegenuber den bisher ueblichen stirnseitig ansaugenden Kreiselpumpen ist als besonderer Vorteil anzusehen, daß bei der Zuführung kein Sog notwendig ist, sondern der natUrliche Fall durch Schwerkraft ausgenutzt werden kann. Dies ist umso bedeutungsvoller, Je höher der Feststoffgehalt wird. Durch die auf der Antriebswelle und am Gehäuse angeordneten iinger- oder messerförmigen Nocken und Ansatz wird kompaktes Material aufgelockert, ein Verstopfen vermieden, und es kann somit ein Substrat mit hohem Feststoffgehalt erzeugt werden.
Dio Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung erfolgt anhand der Zeichnung. Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt gemäß A - B in Fig. 2; Fig. 2 einen Axialschnitt; Fig. 3 einen Querschnitt gemäß C - D in Fig. 2.
Wie Fig. 1 und 2 zeigen, ist der genannte, mit Öffnungen versehene Zylinder 1 mit dem stirnseitigen Abschlußteil und Lager 2 mittels Schrauben an dem Gehäuse 3 befestigt.
Das Lager 2 wird vorzugsweise l Abstand angeordnet,um ein Einpressen von zerkleinerten Stoffen in das Lager zu vermeiden.
In Fig. 3 ist die taschenartige Halterung 4 für die Schneidkörper 5 ersichtlich, sie bildet zusammen mit der Antriebswelle 6 eine Einheit.Die Lagerung der Antriebswelle 6 ist weitgehend zentriert zum Zylinder 1 angeordnet. Eine exzentrisohe Lagerung, um mit den Schneidkörpern eine Steuerfunktion wie mit den Flügeln bei Drehkolbenpumpen zu erzielen, wäre wegen der Öffnungen im Zylinder sinnlos. Der Pumpvorgang erfolgt nach dem Prinzip der Kreiselpumpen. Die kerbartige Vertiefung 7 füllt sich im Betrieb mit Faserteilen und bildet zwischen Schneidkörper und Zylinderlauffläche ein gleitfähiges Polster. Grundsätzlich könnte die Vertiefung auch bei der Herstellung mit einem gleitfähigen Material versehen werden. Vorausgesetzt, daß kein Trockenlauf stattfindet,wird damit der Verschleiß erheblich vermindert.
Um die Standzeit der Schneide an den Schneidkörpern 5 zu erhöhen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen,auf diese entsprechendes widerstandsfähiges Material aufzutragen.
Von Bedeutung für die Funktion ist Jedoch nur, daß eine taugliche Schneidkante vorhanden ist. Der auf der Antriebswelle angebrachte fingerförmige Nocken 8 und der messerförmige Ansatz9am Gehäuse 3 haben die Aufgabe, kompakte Stoffe aufzulockern und eine gleichmäßige ZufUhrung zu gewährleisten. Eine messerförmige Ausführung wäre für die Funktion grundsätzlich nicht notwendig,ist jedoch vorteilhaft.
Die Größe der Öffnung 10 am Gehäuse 3 für die Zuführung der zu verarbeitenden Stoffe kann annähernd dem inneren Durchmesser des Zylinders entsprechen. Die Zerkleinerungsvorrichtung kann als Pumpe verwendet werden, wenn auf der stirnseite vom Gehäuse 3 ein Rohranschluß erfolgt.
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Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Zerkleinern von faserhaltigen Beimengungen und Feststoffen in pumpfähigen Medien, insbesondere strohhaltigem Stallmist und/oder ptanzllchen Abfällen mit einem radial angeordneten Schneidorgan, dadurch gekennzeichnet, daß in einem, von einem Gehäuse(3) umgebenen mit Offnungen versehenen Zylinder(1) wenigstens ein,vorzugsweise quaderförmiger Schneidkdrper(5) so in einer taschenartigen Halterung(4) auf einer stirnseitig gelagerten Antriebswelle(6) angeordnet ist, daß er,in Rotation versetzt durch die Fliehkraft an die Zylinderinnenwand angedrückt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die oeffnungen im Zylinder(1) und an der Frontseite der Schneidkörper(5) mit einer als Schneide geeigneten Kante(ll) ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkörper(5) frei beweglich in der Halterung(4) angeordnet ist und auf der Laufflächenseite eine kerbartige Vertiefung(7) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse(3) zwischen Zylinder(1) und Antriebsquelle (nicht gezeichnet) eine Offnung(10) aufweist, durch welche die Zuführung der zu verarbeitenden Stoffe axial von der Antriebseite her möglich ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle(6) wenigstens ein messer- oder fingerförmiger Nocken(8) und an dem Gehäuse(3) wenigstens ein finger- oder messerförmiger Ansatz(9) angebracht ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Lager(2) und stirnseitgem Abschlußteil(2a) durch eine stegartige Verbindung(2b) überbrückt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 6 dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitige Ausbildung vom Gehäuse(3) fUr einen Anschluß geeignet ist, um die Vorrichtung als Pumpe zu verwenden.