VORRICHTUNG ZUM FÖRDERN VON DICKSTOFFMATERIAL

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Dickstoffmaterial mit einem Förderzylinder, mit einem eintrittsseitig mit dem Förderzylinder verbundenen Materialaufgaberaum, mit einer austrittsseitig an den Förderzylinder angeschlossenen Förderleitung, mit einem durch den Materialaufgaberaum und den Förderzylinder hindurch hin- und herverschiebbaren Förderkolben und mit einem an der Austrittsseite des Förderzylinders oder in der Förderleistung angeordneten, zwischen einer Offenstellung und einer Sperrstellung verstellbaren Sperrorgan.

[0002] Siehe GB 1220773 mit dem nächsten Stand der Technik.

[0003] Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt (EP-B-681672), die zum Fördern von Dickstoffen mit zerkleinertem Metallschrott bestimmt ist. Die Dickstoffe werden dort über den Materialaufgaberaum der Fördervorrichtung zugeführt und mit Hilfe des Förderkolbens in den Förderzylinder verschoben und von diesem aus durch die Förderleitung gepresst. Das Sperrorgan sorgt dafür, dass das Dickstoffmaterial bei jedem Hub zunächst im Förderzylinder verdichtet wird, bevor es bei geöffnetem Sperrorgan in die Förderleitung eingedrückt wird. Mit dieser Vorrichtung wird das Dickstoffmaterial zusammen mit den darin befindlichen Fremdstoffen aus Metallschrott und dergleichen Festkörpern durch das Förderrohr transportiert.

[0004] Grundsätzlich ist es möglich, mit dieser Vorrichtung auch biogene Abfälle zu transportieren, die in der Regel nicht nur organische Bestandteile, sondern auch in erheblichem Umfang Fremdstoffe enthalten. Für einen weiteren Verarbeitungsprozess müssen die Fremdstoffe aus dem Stoffstrom entfernt werden. Solange der Abfall in relativ trockener Form vorliegt, wird die Fremdstoffabtrennung meist in Handarbeit vorgenommen. Bei nassem organischem Abfall wählt man dagegen den Weg der Zerkleinerung. Zur Aufbereitung von Speiseresten werden beispielsweise Hammermühlen eingesetzt, die in der Lage sind, Fremdstoffe, wie Messergriffe auf eine Partikelgröße von kleiner 10 mm zerkleinern. Derart konditionierte Dickstoffe lassen sich zwar mit Hilfe einer Dickstoffpumpe der eingangs angegebenen Art transportieren. Dies hat allerdings den Nachteil, dass die Fremdstoffe immer noch im Stoffstrom enthalten sind. Das Problem der Stoffabtrennung wird damit nicht gelöst, sondern auf einen am Ende des Transportprozesses liegenden Verfahrensschritt verlagert. So wird beispielsweise mit Substrat von Speiseabfällen verfahren, das einem Fermenter zugeführt wird, und das noch zerkleinerte Plastikverpackungen, Dosen, Tuben, Messer, Gabeln als Fremdstoffe enthält. Im Gärrest wird dort zwar die organische Substanz abgebaut. Die im Schlamm vorhandenen zerkleinerten Fremdstoffe müssen aber noch entfernt werden, wenn der Schlamm als organischer Stickstoffdünger genutzt werden soll. Ohne eine Abtrennung bleibt nur eine Entsorgung über die Verbrennung.

[0005] Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung zum Fördern von Dickstoffen dahingehend zu verbessern, dass die Fremdstoffe vor der eigentlichen Verarbeitungsstufe für die Nutzstoffe aus dem Stoffstrom abgetrennt werden.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

[0007] Der erfindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die die Eigenschaften einer Dickstoffpumpe, eines Siebes und einer Presse in sich vereinigt. Um dies zu erreichen, ist bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art der Förderzylinder zumindest über einen Teil seines Zylindermantels perforiert. Die Vorrichtung bildet in diesem Fall für die über den Kolben vom Materialaufgaberaum in den Förderzylinder bei gesperrtem Sperrorgan geförderten Dickstoffe eine Presse.

[0008] Der perforierte Zylindermantel bildet eine Siebanlage, durch die hindurch die flüssigen Nutzstoffe unter der Einwirkung des durch die Presse aufgebauten Druckes nach außen in einen Auffangschacht gefördert werden. Die Fremdstoffe werden bei anschließend geöffnetem Sperrorgan nach Art einer Pumpe in die Förderleitung gedrückt.

[0009] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Perforationen des Zylindermantels durch ein Lochraster gebildet sind. Die Perforationen sind dabei in einem vom Förderkolben beim Hin- und Herverschieben überstrichenen Bereich des Zylindermantels angeordnet. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Öffnungsquerschnitt der die Perforationen bildenden Löcher auf der Mantelinnenseite kleiner als auf der Mantelaußenseite ist. Um einen frühzeitigen Verschleiß zu vermeiden, besteht der Zylindermantel des Förderzylinders zweckmäßig aus einem innenseitig gehärteten Material.

[0010] Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im Bereich des Zylindermantels ein Schieber angeordnet ist, der relativ zum Zylindermantel zwischen einer die Perforationen verschließenden Schließstellung und einer diese freilassenden Offenstellung verschiebbar ist.

[0011] Vorteilhafterweise ist der Zylindermantel von einem Schieberrohr umschlossen. Der Schieber kann dabei axial gegenüber dem Zylindermantel verschoben werden. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor, dass der Zylindermantel maximal über seine halbe Länge perforiert ist, während der Schieber eine geschlossene Mantelfläche aufweist und von der Offen- in die Schließstellung um die halbe Zylindermantellänge verschoben wird.

[0012] Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass der Schieber ein dem Lochraster des Zylindermantels komplementäres Raster aus Löchern und geschlossenen Zwischenräumen aufweist. In diesem Fall ist es möglich, dass der Schieber zwischen der Offenstellung und der Schließstellung in axialer Richtung oder in Umfangsrichtung um die halbe Teilung des Lochrasters gegenüber dem Zylindermantel verschieb- oder verdrehbar ist. Dadurch ergibt sich nur eine relativ kleine Dreh- oder Hubbewegung des Schiebers im Vergleich zu der Ausführungsvariante mit der halben Zylinderlänge.

[0013] Grundsätzlich ist es auch möglich, eine Schließvorrichtung zu verwenden, die für jedes Perforationsloch ein eigenes Schließorgan, beispielsweise in Form eines Stopfens oder eines Verschlusskonus aufweist.

[0014] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Steueraggregat zur gekoppelten Ansteuerung von Antriebsmechanismen für die Kolben-, die Sperrorgan- und/oder die Schieberbewegung vorgesehen. Um dies zu erreichen, bildet das Steuerorgan zweckmäßig eine Folgesteuerung zur Ansteuerung der Antriebsaggregate des Kolbens, des Sperrorgans und des Schiebers.

[0015] In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn das Steueraggregat auf durch den Kolben erzeugte Wegsignale unter Auslösung einer Schließbewegung des Sperrorgans anspricht, und/oder wenn das Steueraggregat auf Ausgangssignale eines vor dem Sperrorgan im Förderzylinder oder in der Förderleitung angeordneten Drucksensors unter Auslösung einer Öffnungsbewegung des Sperrorgans anspricht.

[0016] Entsprechend kann auch der Schieber einen über das Steueraggregat ansteuerbaren Antriebsmechanismus aufweisen. In diesem Fall wird das Steueraggregat beispielsweise auf Wegsignale des Förderkolbens unter Auslösung einer Öffnungsbewegung des Schiebers beim Eindringen des Förderkolbens in den Förderzylinder ansprechen, während es auf ein Drucksignal des Drucksensors unter Auslösung einer Schließbewegung des Schiebers beim Überschreiten eines vorgegebenen Druck-Schwellenwerts anspricht.

[0017] Um sicherzustellen, dass die Perforationslöcher stets für den Durchtritt der Nutzstoffe offen sind, ist zweckmäßig eine die Perforationslöcher mit Druckluft oder Druckwasser beaufschlagende Reinigungsvorrichtung vorgesehen. Abgesehen davon, wird das Zusetzen der Perforationslöcher mit Filterkuchen zuverlässig auch dadurch vermieden, dass die Zylinderfläche vom vorbeilaufenden Förderkolben bei jedem Hubvorgang selbsttätig gereinigt wird.

[0018] Der über den Kolbenvorschub einstellbare Druck, bei welchem das Sperrorgan geöffnet wird, ermöglicht es, die in einem konkreten Fall vorhandenen Partikel gezielt auszuquetschen und dadurch eine hohe Funktionssicherheit zu erhalten. Außerdem wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Förderleitung in eine zum Materialaufgaberaum zurückgeführte, vorzugsweise als Biorohrreaktor ausgebildete Rückführstrecke mündet. In der Rückführstrecke kann eine das Fördergut aufheizende Heizeinrichtung angeordnet sein. Um die Aufenthaltsdauer zu verlängern, kann in der Rückführstrecke eine vorzugsweise mäanderförmig geführte Verlängerungsstrecke angeordnet werden.

[0019] Außerdem kann auf der Außenseite des perforierten Zylindermantels eine Rohrleitung angeschlossen werden, die zu einer Verarbeitungsstation führt. Die durch die Perforationen ausgepressten Nutzstoffe können über diese Rohrleitung zur Verarbeitungsstation gefördert werden. Dadurch erhält die Pumpe die Funktion einer Zweiphasenpumpe.

[0020] Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders zur Durchführung eines Verfahrens zum Fördern von Stoffgemischen mit unterschiedlichen Mischungsbestandteilen, wovon mindestens einer der Mischungsbestandteile eine überwiegend dickflüssige Konsistenz und mindestens ein anderer Mischungsbestandteil eine überwiegend partikelartig feste Konsistenz aufweist. Erfindungsgemäß wird hierbei das Stoffgemisch unter Aufbau eines Druckes in einen Druckraum gepresst, wobei die Mischungsbestandteile mit überwiegend dickflüssiger Konsistenz und die Mischungsbestandteile mit überwiegend partikelförmig fester Konsistenz durch den im Druckraum aufgebauten Druck unter Bildung unterschiedlicher Stoffströme voneinander getrennt werden. Die Auftrennung in unterschiedliche Stoffströme erfolgt bevorzugt dadurch, dass die Mischungsbestandteile mit überwiegend dickflüssiger Konsistenz unter der Einwirkung des Druckes durch Entlastungsöffnungen in einer Begrenzungswand hindurch aus dem Druckraum in eine erste Förderstrecke gedrängt werden, und dass die Mischungsbestandteile mit überwiegend partikelförmig fester Konsistenz nach dem Öffnen eines Sperrorgans aus dem Druckraum in eine zweite Förderstrecke gedrängt werden. Die Öffnung des Sperrorgans wird dabei zweckmäßig bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckgrenzwerts im Druckraum ausgelöst. Vorteilhafterweise werden bei einer Hubbewegung des Kolbens die überwiegend dickflüssigen Mischungsbestandteile bei geschlossenem Sperrorgan durch Perforationen in der Wandung des Zylinders hindurchgepresst, während die überwiegende partikelartig festen Mischungsbestandteile nach dem Öffnen des Schließorgans in eine an den Zylinder anschließende Förderleitung verdrängt werden.

[0021] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1

ein Schema einer Einkolbenpumpe zur Aufbereitung und Förderung biogener Abfälle;

Fig. 2a bis c

eine Seitenansicht, einen Längsschnitt und einen Querschnitt des perforierten Zylindermantels des Förderzylinders;

Fig. 3

eine mäanderförmig geführte Verlängerungsstrecke für den Einbau in die Rückführstrecke des Pumpenkreislaufs nach Fig. 1.

[0022] Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung ist zum Aufbereiten und Fördern von Dickstoffen bestimmt, die einen flüssigen oder pastösen Nutzanteil und feste Fremdanteile enthält. Die Vorrichtung enthält nach Art einer Einkolbenpumpe einen mit einem Hydraulikkolben 11 eines Hydrozylinders 10 gekoppelten plungerartigen Förderkolben 12, einen über einen Beschickungsschacht 14 mit Dickstoffmaterial beschickbaren Materialaufgaberaum 16, einen eingangsseitig an den Materialaufgaberaum 16 und ausgangsseitig an eine Förderleitung 18 angeschlossenen Förderzylinder 20, sowie ein auf der Ausgangsseite des Förderzylinders 20 angeordnetes schieberartiges Sperrorgan 22, das zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung quer zum Förderzylinder verschiebbar ist. Der Zylindermantel 24 des Förderzylinders 20 weist als Lochraster ausgebildete Perforationen 26 auf, die auf der Außenseite des Zylindermantels 24 in einen Auffangschacht 28 münden. Die Materialzufuhr zum Beschickungsschacht 14 erfolgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel über einen Trichter 30 und einen Schraubenförderer 32.

[0023] Bei einer solchen Vorrichtung gestaltet sich der Ablauf eines Pumpentaktes wie folgt:

a) Zu Taktbeginn (vgl. Fig. 1) befindet sich der Förderkolben 12 in seiner in den Hydrozylinder 10 zurückgezogenen Stellung. Der Materialaufgaberaum 16 ist über den Beschickungsschacht 14 bis über den Kolbendurchmesser gefüllt, während das Sperrorgan 22 geschlossen ist.

b) Sodann setzt sich der Hydraulikkolben 11 zusammen mit dem Förderkolben 12 in Richtung Sperrorgan 22 in Bewegung und schiebt das im Materialaufgaberaum befindliche Fördergut in den Förderzylinder 20. Im Förderzylinder 20 baut sich ein Druck P auf. Dadurch werden flüssige und pastöse Bestandteile durch die Perforationen 26 im Zylindermantel 24 nach außen gepresst. Gleichzeitig wird der Zylindermantel 24 auf der Innenseite vom Filterkuchen durch den vorbeibewegten Förderkolben 12 gereinigt. In der im Förderzylinder 20 verbleibenden Masse wächst der Druck bis zu einem vorgegebenen Grenzdruck P_Grenz an, der produktspezifisch eingestellt werden kann. Der Grenzdruck wird beispielsweise so gewählt, dass im Fördergut befindliche Verpackungen platzen und ihren Inhalt freigeben. Die durch die Perforationen 26 gepresste Nutzstofffraktion fließt in den Auffangschacht 28 und wird von dort einer weiteren Verarbeitungsstufe zugeführt.

c) Ist der Grenzdruck P_Grenz erreicht, wird dieser Druck eine kurze Zeit lang gehalten.

d) Sodann öffnet das Sperrorgan 22. Dabei ergibt sich ein Druckabfall, so dass sich der Förderkolben 12 in seine Endposition innerhalb des Förderzylinders 20 weiterbewegen kann. Mit dem Förderkolben 12 wird die noch im Förderzylinder 20 vorhandene Fremdfraktion in die Förderleitung 18 zur weiteren Behandlung verschoben.

e) Das Sperrorgan 22 gelangt wieder in seine Schließstellung.

f) Der Hydraulikkolben 11 bewegt sich zusammen mit dem Förderkolben 12 in die Ausgangslage zurück. Gleichzeitig wird der Materialaufgaberaum 16 über den Beschickungsschacht 14 neu gefüllt.

[0024] Die Bewegungsabläufe des Förderkolbens 12 und des Sperrorgans 22 werden über ein Steueraggregat 40 nach Art einer Folgesteuerung über geeignete Antriebsaggregate gekoppelt angesteuert.

[0025] Je nach Art des zu verarbeitenden Ausgangsmaterials kann der beschriebene Vorgang mehrmals wiederholt werden. Bei biogenen Stoffen kann die Zwischenschaltung eines Biorohrreaktors in Form einer Hydrolysestufe sinnvoll sein. Hierzu wird eine zum Beschickungsschacht 14 zurückgeführte Rückführstrecke 34 verwendet, die je nach der gewünschten Aufenthaltsdauer auch eine mäanderförmig geführte Verlängerungsstrecke 36 enthalten kann.

[0026] Wie aus den Fig. 1 und 2a zu ersehen ist, ist der perforierte Zylindermantel 24 von einem rohrförmigen Schieber 38 umschlossen, der relativ zum Zylindermantel 24, zwischen einer die Perforationen 26 verschließenden Schließstellung und einer diese frei lassenden Offenstellung verschiebbar ist. Bei dem in Fig. 2a gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Zylindermantel etwa über seine halbe Länge perforiert, während der Schieber eine geschlossene Mantelfläche aufweist und von der Offen- in die Schließstellung um eine halbe Zylindermantellänge verschoben wird.

[0027] Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist angedeutet, dass der Schieber 38 ein dem Lochraster des Zylindermantels komplementäres Raster aus Löchern und geschlossenen Zwischenräumen aufweist. In diesem Fall ist es möglich, dass der Schieber zwischen der Offenstellung und der Schließstellung in axialer Richtung oder in Umfangsrichtung um eine halbe Teilung des Lochrasters gegenüber dem Zylindermantel verschieb- oder verdrehbar ist. Dadurch ergibt sich eine nur relativ kleine Hub- oder Drehbewegung des Schiebers 38 im Vergleich zur Ausführungsvariante nach Fig. 2a. In Fig. 1 ist angedeutet, dass auch der Schieber über das Steueraggregat 40 angesteuert wird. Zu diesem Zweck bildet das Steueraggregat 40 eine Folgesteuerung zur Ansteuerung der Antriebsaggregate des Förderkolbens 12, des Sperrorgans 82 und des Schiebers 38.

[0028] Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fördern von Dickstoffmaterial. Die Vorrichtung umfasst einen Förderzylinder 20, einen eintrittsseitig mit dem Förderzylinder 20 verbundenen Materialaufgaberaum 16, eine austrittsseitig an den Förderzylinder 20 angeschlossene Förderleitung 18, einen durch den Materialaufgaberaum 16 und den Förderzylinder 20 hindurch hin- und herverschiebbaren Förderkolben 12 und ein an der Austrittsstelle des Förderzylinders 20 oder in der Förderleitung 18 angeordnetes, zwischen einer Offenstellung und einer Sperrstellung verstellbares Sperrorgan 22. Um die in dem Dickstoffstrom enthaltenen Fremdstoffe vor der eigentlichen Verarbeitungsstufe für die Nutzstoffe aus dem Dickstoffstrom abtrennen zu können, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass der Förderzylinder 20 zumindest über einen Teil seines Zylindermantels 24 perforiert ist. Mit diesen Maßnahmen erhält man eine Vorrichtung, die die Eigenschaften einer Dickstoffpumpe, eines Siebes und einer Presse in sich vereinigt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Fördern von Stoffgemischen mit unterschiedlichen Mischungsbestandteilen, wovon mindestens einer der Mischungsbestandteile eine überwiegend dickflüssige Konsistenz und mindestens ein anderer Mischungsbestandtell eine überwiegend partikelartig feste Konsistenz aufweist, mit einem Förderzylinder (20), mit einem eintrittsseitig mit dem Förderzylinder (20) verbundenen Materialaufgaberaum (16), mit einer austrittsseitig an den Förderzylinder (20) angeschlossenen Förderleitung (18), mit einem durch den Materialaufgaberaum (16) und den Förderzylinder (20) hindurch hin- und herverschiebbaren Förderkolben (12) und mit einem an der Austrittsseite des Förderzylinders (20) oder in der Förderleitung (18) angeordneten, zwischen einer Offenstellung und einer Sperrstellung verstellbaren Sperrorgan (22), dadurch gekennzeichnet, dass der Förderzylinder (20) über einen Teil seines Zylindermantels (24) Perforationen (26) aufweist und dass er über eine auf der Außenseite des perforierten Zylindermantels angeordnete Rohrleitung mit einer Verarbeitungsstation für aus dem Stoffgemisch über die Perforationen abgetrennte Mischungsbestandteile verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderzylinder (20) auf der Außenseite des perforierten Zylindermantels mit einem Auffangschacht (28) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen (26) des Zylindermantels (24) durch ein Lochraster gebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen (26) in einem vom Förderkolben (12) beim Hin- und Herverschieben überstrichenen Bereich des Zylindermantels (24) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt der die Perforationen (26) bildenden Löcher auf der Mantelinnenseite kleiner als auf der Mantelaußenseite ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantel (24) des Förderzylinders (20) aus einem innenseitig gehärteten Material besteht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen im Bereich des Zylindermantels (24) angeordneten Schieber (38), der relativ zum Zylindermantel (24) zwischen einer die Perforationen (26) verschließenden Schließstellung und einer diese frei lassenden Offenstellung verschiebbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (38) den Zylindermantel (24) rohrförmig umschließt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein Steueraggregat (40) zur gekoppelten Ansteuerung von Antriebsmechanismen für die Förderkolben-, die Sperrorgan- und/oder die Schieberbewegung.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steueraggregat (40) eine Folgesteuerung zur Ansteuerung der Antriebsaggregate des Förderkolbens (12), der Sperrorgans (22) und des Schiebers (38) aufweist

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steueraggregat (40) auf durch den Förderkolben (12) erzeugte Wegsignale unter Auslösung einer Schließbewegung des Sperrorgans (22) anspricht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steueraggregat (40) auf Ausgangssignale eines vor dem Sperrorgan (22) im Förderzylinder (20) oder in der Förderleitung (18) angeordneten Drucksensors (42) unter Auslösung einer Öffnungsbewegung des Sperrorgans (22) anspricht.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (38) einen über das Steueraggregat (40) ansteuerbaren Antriebsmechanismus aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (38) axial gegenüber dem Zylindermantel (24) verschiebbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantel (24) maximal über seine halbe Länge perforiert ist und der Schieber (38) eine geschlossene Mantelfläche aufweist und von der Offen- in die Schließstellung um die halbe Zylindermantellänge verschiebbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (38) ein dem Lochraster des Zylindermantels (24) komplementäres Raster aus Löchern und geschlossenen Zwischenräumen aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (38) zwischen der Offenstellung und der Schließstellung in axialer Richtung oder in Umfangsrichtung um die halbe Rastteilung des Lochrasters gegenüber dem Zylindermantel (24) verschieb- oder verdrehbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Steueraggregat (40) auf Wegsignale des Förderkolbens (12) unter Auslösung einer Öffnungsbewegung des Schiebers (38) beim Eindringen des Förderkolbens (12) in den Förderzylinder (20) anspricht.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Steueraggregat (40) auf ein Drucksignal des Drucksensors (42) unter Auslösung einer Schließbewegung des Schiebers (38) beim Überschreiten eines vorgegebenen Druck-Schwellenwertes (P_Grenz) anspricht.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (38) eine relativ zum Zylindermantel (24) bewegbare Schneidkante aufweist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Schließvorrichtung, die für jedes Perforationsloch (26) ein Schließorgan aufweist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch eine die Perforationslöcher (26) mit Druckluft oder Druckwasser beaufschlagende Reinigungsvorrichtung.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderkolben eine Schneidkante aufweist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (18) in eine zum Materialaufgaberaum (16) zurückgeführte, als Biorohrreaktor ausgebildete Rückführstrecke (34) mündet.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in der in der Rückführstrecke (34) eine das Fördergut aufheizende Heizeinrichtung (44) angeordnet ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rückführstrecke (34) eine vorzugsweise mäanderförmig geführte Verlängerungsstrecke (36) angeordnet ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite des perforierten Zylindermantels (24) eine Rohrleitung angeordnet ist, die zu einer Verarbeitungsstation führt.

28. Verfahren zum Fördern von Stoffgemischen mit unterschiedlichen Mischungsbestandteilen, wovon mindestens einer der Mischungsbestandteile eine überwiegend dickflüssige Konsistenz und mindestens ein anderer Mischungsbestandteil eine überwiegend partikelartig feste Konsistenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch unter Aufbau eines Druckes in einen Druckraum eingepresst wird und dass die Mischungsbestandteile mit überwiegend dickflüssiger Konsistenz und die Mischungsbestandteile mit überwiegend partikelförmig fester Konsistenz durch den im Druckraum aufgebauten Druck unter Bildung unterschiedlicher Stoffströme voneinander getrennt werden, wobei die Mischungsbestandteile mit überwiegend dickflüssiger Konsistenz unter der Einwirkung des Druckes durch Entlastungsöffnungen in einer Begrenzungswand hindurch aus dem Druckraum in eine erste Förderstrecke gedrängt werden, und dass die Mischungsbestandteile mit überwiegend partikelartig fester Konsistenz nach dem Öffnen eines Sperrorgans aus dem Druckraum in eine zweite Förderstrecke gedrängt werden.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrorgan bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzdruckes im Druckraum geöffnet wird.

30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Vorschubbewegung eines Kolbens einer Zylinder-/Kolbenanordnung die überwiegend dickflüssigen Mischungsbestandteile bei geschlossenem Sperrorgan durch Perforationen in der Wandung des Zylinders nach außen gepresst werden, und dass die überwiegend partikelförmig festen Mischungsbestandteile nach dem Öffnen des Sperrorgans in eine an den Zylinder anschließende Förderleitung verdrängt werden.

Claims

1. A device for conveying mixtures of substances containing different components, at least one of the mixture components predominantly having a viscous consistency and at least one other mixture component predominantly having a solid, particle-like consistency; the device comprising a delivery cylinder (20), a material feed space (16) connected to the inlet side of the delivery cylinder (20), a delivery line (18) connected to the outlet side of the delivery cylinder (20), a delivery piston (12) which is reciprocatable through the material feed space (16) and the delivery cylinder (20), and further comprising a closure member (22) which is located at the outlet side of the delivery cylinder (20) or in the delivery line (18) and is movable between an open position and a closed position, wherein the delivery cylinder (20) has perforations over a portion of its lateral wall (24) and is connected, via a pipeline provided on the outside of the perforated lateral cylinder wall, to a processing station for mixture components which are separated from the mixture of substances through the perforations.

2. The device as recited in claim 1, wherein the delivery cylinder (20) is in communication with a collecting duct (28) on the outside of the perforated lateral cylinder wall.

3. The device as recited in claim 2, wherein the perforations (26) of the lateral cylinder wall (24) are in the form of a grid of holes.

4. The device as recited in one of claims 1 through 3, wherein the perforations (26) are arranged in a portion of the lateral cylinder wall (24) that is swept by the delivery piston (12) during reciprocation.

5. The device as recited in one of claims 1 through 4, wherein the cross-sectional area of the holes forming the perforations (26) is smaller on the inside than on the outside of the lateral wall.

6. The device as recited in one of claims 1 through 5, wherein the lateral wall (24) of the delivery cylinder (20) is made from a material that is hardened on the inner side.

7. The device as recited in one of claims 1 through 6, characterized by a slide (38) which is disposed in the area of the lateral cylinder wall (24) and is movable relative to the lateral cylinder wall (24) between a closed position, in which the perforations (26) are sealed, and an open position, in which the perforations are left open.

8. The device as recited in claim 7, wherein the slide (38) surrounds the lateral cylinder wall (24) in the manner of a tube.

9. The device as recited in one of claims 1 through 8, characterized by a control unit (40) for coupled control of drive mechanisms for moving the delivery piston, the closure member and/or the slide.

10. The device as recited in claim 9, wherein the control unit (40) provides a sequence control system for controlling the drive units of the delivery piston (12), of the closure member (22), and of the slide (38).

11. The device as recited in claim 9 or 10, wherein in response to displacement signals produced by the delivery piston (12), the control unit (40) causes the closure member (22) to perform a closing movement.

12. The device as recited in one of claims 9 through 11, wherein in response to output signals of a pressure sensor (42) located upstream of the closure member (22) in the delivery cylinder (20) or in the delivery line (18), the control unit (40) causes the closure member (22) to perform an opening movement.

13. The device as recited in one of claims 9 through 12, wherein the slide (38) has a drive mechanism that is controllable by the control unit (40).

14. The device as recited in one of claims 7 through 13, wherein the slide (38) is movable axially with respect to the lateral cylinder wall (24).

15. The device as recited in claim 14, wherein the lateral cylinder wall (24) is perforated over at most half its length, while the slide (38) has a closed shell and is movable by half the length of the lateral cylinder wall from the open position to the closed position.

16. The device as recited in one of claims 7 through 13, wherein the slide (38) has a grid of holes and closed areas therebetween, said grid being complementary to the grid of holes of the lateral cylinder wall (24).

17. The device as recited in claim 16, wherein the slide (38) can be moved or rotated between the open position and the closed position in an axial or circumferential direction with respect to the lateral cylinder wall (24) by half the grid spacing of the grid of holes.

18. The device as recited in one of claims 9 through 17, wherein the control unit (40) responds to displacement signals of the delivery piston (12) by causing the slide (38) to perform an opening movement as the delivery piston (12) moves into the delivery cylinder (20).

19. The device as recited in one of claims 9 through 18, wherein the control unit (40) responds to a pressure signal of the pressure sensor (42) by causing the slide (38) to perform a closing movement when the pressure exceeds a predetermined threshold (P_limit).

20. The device as recited in one of claims 7 through 19, wherein the slide (38) has a cutting edge which is movable relative to the lateral cylinder wall (24).

21. The device as recited in one of claims 1 through 6, characterized by a sealing device having a separate sealing member for each perforation hole (26).

22. The device as recited in one of claims 1 through 21, characterized by a cleaning device which applies compressed air or pressurized water to the perforation holes (26).

23. The device as recited in one of claims 1 through 22, wherein the delivery piston has a cutting edge.

24. The device as recited in one of claims 1 through 23, wherein the delivery line (18) feeds into a return section (34) which leads back to the material feed space (16) and is in the form of a bioreactor.

25. The device as recited in claim 24, wherein the return section (34) has a heating means (44) disposed therein which heats the material being conveyed.

26. The device as recited in claim 24 or 25, wherein the return section (34) has an extension section (36) disposed therein which is preferably arranged in a meandering pattern.

27. The device as recited in one of claims 7 through 26, wherein a pipeline leading to a processing station is connected on the outside of the perforated lateral cylinder wall (24).

28. A method for conveying mixtures of substances containing different components, at least one of the mixture components predominantly having a viscous consistency and at least one other mixture component predominantly having a solid, particle-like consistency, wherein the mixture of substances is forced into a compression chamber while pressure is being built up; and the mixture components predominantly having a viscous consistency and the mixture components predominantly having a solid, particle-like consistency are separated by the pressure developed in the compression chamber, thereby producing different flows of material; the mixture components predominantly having a viscous consistency being forced by the pressure out of the compression chamber and into a first delivery path through relief openings in a boundary wall; and the mixture components predominantly having a solid, particle-like consistency are forced out of the compression chamber and into a second delivery path after a closure member is opened.

29. The method as recited in claim 28, wherein the closure member is opened when the pressure in the compression chamber exceeds a predetermined limit.

30. The method as recited in claim 28 or 29, wherein during a forward stroke of a piston of a cylinder/piston arrangement, the predominantly viscous components of the mixture are forced out through perforations in the cylinder wall while the closure member is in a closed position; and the predominantly particle-like, solid components of the mixture are forced into a delivery line downstream of the cylinder after the closure member is opened.

Revendications

1. Dispositif de transport de mélanges de matières contenant différents composants de mélange, au moins un des composants de mélange présentant une consistance essentiellement visqueuse et au moins un autre composant de mélange une consistance essentiellement solide à la manière de particules, avec un cylindre de transport (20), avec une chambre d'alimentation en matières (16) reliée au cylindre de transport (20) côté entrée, avec une conduite de transport (18) raccordée au cylindre de transport (20) côté sortie, avec un piston de transport (12) pouvant effectuer un mouvement alternatif à travers la chambre d'alimentation en matières (16) et le cylindre de transport (20) et avec un organe d'arrêt (22) disposé du côté sortie du cylindre de transport (20) ou dans la conduite de transport (18), réglable entre une position ouverte et une position fermée, caractérisé en ce que le cylindre de transport (20) présente des perforations sur une partie de son enveloppe de cylindre (24) et qu'il est relié, par l'intermédiaire d'une tuyauterie disposée du côté extérieur de l'enveloppe de cylindre perforée, à une station de traitement des composants de mélange séparés du mélanges de matières par les perforations.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre de transport (20) est relié à un puits de collecte (28) du côté extérieur de l'enveloppe de cylindre perforée.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les perforations (26) de l'enveloppe de cylindre (24) sont formées par une trame de trous.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les perforations (26) sont disposées dans une région de l'enveloppe de cylindre (24) couverte par le mouvement alternatif du cylindre de transport (20).

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la section d'ouverture des trous formant les perforations (26) est plus petite du côté intérieur de l'enveloppe que du côté extérieur de l'enveloppe.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe de cylindre (24) du cylindre de transport (20) est composée d'un matériau durci côté intérieur.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par un coulisseau (38) qui est disposé dans la région de l'enveloppe de cylindre (24) et qui est déplaçable par rapport à l'enveloppe de cylindre (24) entre une position de fermeture fermant les perforations (26) et une position d'ouverture laissant celles-ci ouvertes.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le coulisseau (38) entoure en forme de tube l'enveloppe de cylindre (24).

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par une unité de commande (40) pour la commande couplée de mécanismes d'entraînement pour le mouvement du piston de transport, de l'organe d'arrêt et/ou du coulisseau.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'unité de commande (40) présente une commande séquentielle pour commander les unités d'entraînement du piston de transport (12), de l'organe d'arrêt (22) et du coulisseau (38).

11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'unité de commande (40) réagit à des signaux de position générés par le piston de transport (12) en déclenchant un mouvement de fermeture de l'organe d'arrêt (22).

12. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que l'unité de commande (40) réagit à des signaux de sortie d'un capteur de pression (42) disposé en amont de l'organe d'arrêt (22) dans le cylindre de transport (20) ou dans la conduite de transport (18) en déclenchant un mouvement d'ouverture de l'organe d'arrêt (22).

13. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que le coulisseau (38) présente un mécanisme d'entraînement pouvant être commandé par une unité de commande (40).

14. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le coulisseau (38) est déplaçable axialement par rapport à l'enveloppe de cylindre (24).

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'enveloppe de cylindre (24) est perforée au maximum sur la moitié de sa longueur et que le coulisseau (38) présente une surface d'enveloppe fermée et est déplaçable de la moitié de la longueur de l'enveloppe de cylindre de la position ouverte dans la position fermée.

16. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le coulisseau (38) présente une trame de trous et d'espaces fermés complémentaire de la trame de trous de l'enveloppe de cylindre (24).

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le coulisseau (38) peut être déplacé ou tourné, par rapport à l'enveloppe de cylindre (24), en direction axiale ou en direction circonférentielle de la moitié du pas de tramage de la trame de trous entre la position ouverte et la position fermée.

18. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 17, caractérisé en ce que l'unité de commande (40) réagit à des signaux de position du piston de transport (12) en déclenchant un mouvement d'ouverture du coulisseau (38) lors de la pénétration du piston de transport (12) dans le cylindre de transport (20).

19. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 18, caractérisé en ce que l'unité de commande (40) réagit à un signal de pression du capteur de pression (42) en déclenchant un mouvement de fermeture du coulisseau (38) en cas de dépassement d'une valeur seuil de pression prédéfinie (P_lim).

20. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 19, caractérisé en ce que le coulisseau (38) présente une arête de coupe déplaçable par rapport à l'enveloppe de cylindre (24).

21. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par un dispositif de fermeture qui présente un organe de fermeture pour chaque trou perforé (26).

22. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé par un dispositif de nettoyage soumettant les trous perforés (26) à de l'air comprimé ou de l'eau de pression.

23. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que le piston de transport présente une arête de coupe.

24. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que la conduite de transport (18) débouche dans une section de retour (34), configurée en bioréacteur tubulaire, ramenée à la chambre d'alimentation en matières (16).

25. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'un dispositif de chauffage (44) chauffant les matières transportées est disposé dans la section de retour (34).

26. Dispositif selon la revendication 24 ou 25, caractérisé en ce qu'une section de rallonge (36), de préférence méandriforme, est disposée dans la section de retour (34).

27. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 26, caractérisé en ce qu'une tuyauterie qui mène à une station de traitement est disposée du côté extérieur de l'enveloppe de cylindre perforée (24).

28. Procédé de transport de mélanges de matières contenant différents composants de mélange, au moins un des composants de mélange présentant une consistance essentiellement visqueuse et au moins un autre composant de mélange une consistance essentiellement solide à la manière de particules, caractérisé en ce que le mélange de matières est injecté dans une chambre de pression en établissant une pression et que les composants de mélange ayant une consistance essentiellement visqueuse et les composants de mélange ayant une consistance essentiellement solide à la manière de particules sont séparés les uns des autres par la pression établie dans la chambre de pression en formant différents courants de matières, les composants de mélange ayant une consistance essentiellement visqueuse étant repoussés, sous l'action de la pression, à travers des ouvertures de décharge dans une paroi de séparation, de la chambre de pression dans une première section de transport, et que les composants de mélange ayant une consistance essentiellement solide à la manière de particules sont repoussés, après l'ouverture d'un organe d'arrêt, de la chambre de pression dans une deuxième section de transport.

29. Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce que l'organe d'arrêt est ouvert en cas de dépassement d'une pression limite prédéfinie dans la chambre de pression.

30. Procédé selon la revendication 28 ou 29, caractérisé en ce que lors d'un mouvement d'avance d'un piston d'un agencement cylindre/piston, les composants de mélange essentiellement visqueux sont pressés vers l'extérieur à travers des perforations dans la paroi du cylindre, l'organe d'arrêt étant fermé, et que les composants de mélange essentiellement solides sous forme de particules sont poussés dans une conduite de transport raccordée au cylindre après l'ouverture de l'organe d'arrêt.

Zeichnung