(57)【要約】【課題】安価でメンテナンスが少なくて済む構造において、ペースト状の材料の障害のない効果的な搬送を長い距離にわたっても可能とする設備を提供する。【解決手段】ペースト状の材料Ｍを搬送する設備において、ステータと、ステータ内で回転するロータと、供給開口部５を有する、ステータに接続された吸い込みハウジング４と、出口開口部７とを備えた偏心スクリュポンプ１と、材料Ｍが材料ストランドとして偏心スクリュポンプ１によって当該搬送管路８へ押圧されるように偏心スクリュポンプ１の出口開口部７に接続されている搬送管路８とを有しており、バルブ１１を介して圧力媒体供給部１０が搬送管路８へ接続されており、圧力媒体供給部１０によって、圧力パルスを搬送管路８へ注入可能であり、材料プラグを、圧力パルスによって、圧縮された材料ストランドから分離可能である。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペースト状の材料（Ｍ）、例えば泥又は粉砕された食品廃棄物を搬送する設備であって、
ステータ（２）と、該ステータ（２）内で回転するロータ（３）と、供給開口部（５）を有する、前記ステータに接続された吸い込みハウジング（４）と、出口開口部（７）とを備えた偏心スクリュポンプ（１）と、
搬送されるべき前記材料（Ｍ）が圧縮された材料ストランドとして前記偏心スクリュポンプ（１）によって当該搬送管路（８）へ押圧されるように前記偏心スクリュポンプ（１）の前記出口開口部（７）に接続されている空気圧式の搬送管路（８）と
を有しており、少なくとも１つのバルブ（１１）を介して圧力媒体供給部（１０）が前記搬送管路（８）へ接続されており、前記圧力媒体供給部によって、圧力パルスを、時間的な間隔において前記搬送管路（８）へ注入可能であり、制限された長さの材料プラグ（ＭＰ）を、前記圧力パルスによって、前記圧縮された材料ストランドから分離可能であるとともに、前記搬送管路（８）を通して搬送可能である、前記設備。
【請求項２】
前記偏心スクリュポンプ（１）がホッパポンプとして形成されており、前記供給開口部（５）に供給ホッパ（２１）が接続されており、好ましくは駆動部（９）とロータ（３）の間の連結ロッド（２２）が搬送工具（２）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の設備。
【請求項３】
前記搬送管路（８）が、２５メートルより長い、特に１００メートルより長い、好ましくは２００メートルより長い長さを有しており、好ましくは、端部側で材料貯蔵部、例えばサイロ（２０）が前記搬送管路に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の設備。
【請求項４】
前記圧力媒体供給部の前記バルブ（１１）に接続されているとともに、前記バルブを制御可能な制御装置を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の設備。
【請求項５】
好ましくは前記制御装置に接続された圧力測定装置（１５）が前記搬送管路（８）に接続されており、その結果、前記バルブ（１１）を、前記圧力測定装置（１５）によって測定された前記搬送管路（８）における圧力に依存して制御可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の設備。
【請求項６】
好ましくは偏心スクリュポンプ（１）と圧力媒体供給部（１０）の間で、潤滑剤供給部（１６）が前記搬送管路（８）に接続されており、前記潤滑剤供給部によって、潤滑剤、例えば水又はポリマー溶液を、好ましくは連続的に、前記圧力管路（８）あるいは前記材料ストランドの範囲へ注入可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の設備。
【請求項７】
前記偏心スクリュポンプ（１）が、供給される材料のための粉砕装置（１９）を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の設備。
【請求項８】
弾性的な前記ステータ（２）が、前記吸い込みハウジング（４）及び／又は圧力ハウジング（６）を取り外すことなく交換可能であり、例えば長手方向に分割されるステータ（２）として形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の設備。
【請求項９】
前記ロータ（３）が、前記吸い込みハウジング（４）及び／又は圧力ハウジング（６）を取り外すことなく交換可能であり、例えば、前記ロータ（３）が、ジョイントの範囲において分離箇所又はハウジング開口部を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の設備。
【請求項１０】
特に請求項１〜９のいずれか１項に記載の設備によって、ペースト状の材料を搬送する方法であって、前記材料が、圧縮された材料プラグを形成しつつ前記偏心スクリュポンプによって前記搬送管路（８）へ押圧され、前記圧力媒体供給部（１０）によって、時間的な間隔において圧力パルスが前記搬送管路（８）へ注入され、これにより、材料プラグ（ＭＰ）が、前記材料ストランドから分離され、前記搬送管路において搬送方向（Ｆ）に沿って搬送される、前記方法。
【請求項１１】
前記圧力パルスが、前記搬送管路（８）における圧力に依存して、例えば、それぞれあらかじめ設定された圧力閾値への到達時又は該圧力閾値の超過時に生成されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記圧力パルスが、それぞれあらかじめ設定された継続時間、例えば１〜２０秒を有しており、及び／又は前記圧力パルスの前記継続時間が、それぞれ前記搬送管路における圧力に依存して可変に制御されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
潤滑剤が前記搬送管路（８）へ注入され、好ましくは、注入された潤滑剤の量が前記搬送管路における圧力に依存して制御されることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
好ましくは材料が前記搬送管路（８）へ至る前に、好ましくは前記ステータ（２）の手前の前記偏心スクリュポンプ（１）内で、前記偏心スクリュポンプ（１）の前記供給開口部（５）へ供給される材料が粉砕されることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記搬送管路（８）における圧力が上限値、例えば５ｂａｒ、好ましくは４ｂａｒを超過しないように、前記設備、すなわち例えば前記偏心スクリュポンプ（１）、圧力媒体供給部（１０）及び／又は潤滑剤供給部（１６）が制御されることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペースト状の材料、例えば泥又は粉砕された食品廃棄物又はこれに類するものを搬送する設備であって、ステータと、ステータ内で回転するロータと、供給開口部を有する、ステータに（吸い込み側で）接続された吸い込みハウジングと、出口開口部を有する、ステータに（圧力側で）接続された圧力ハウジングとを備えた偏心スクリュポンプを有する、前記設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような偏心スクリュポンプは、異なる媒体及び特に異なる産業分野における高粘性の液体を搬送するために用いられる回転式の容積型ポンプのグループに基づくポンプであり、搬送されるべき媒体あるいは液体は、しばしば大きな固定割合を含んでいる。本発明の範囲では、偏心スクリュポンプは、ペースト状の材料、したがって（高い）固体割合を有する高粘性の液体の搬送に用いられる。
【０００３】
ステータは、例えば弾性的な材料あるいはエラストマ材料で構成されているとともに、通常、一部材の、又は多部材のステータジャケットあるいはステータハウジングによって包囲されている。偏心スクリュポンプは、ロータのための駆動部と、好ましくは吸い込みハウジングに配置された連結ロッドとを備えており、この連結ロッドは、好ましくは駆動側のジョイントを介して駆動側の軸に接続されているとともに、ロータ側のジョイントを介してロータに接続されており、連結ロッドは、ロータの回転運動に対して偏心性を実現している。好ましくは、偏心スクリュポンプは、供給ホッパが供給開口部に接続されているホッパポンプとして用いられる。ペースト状の媒体、あるいは固体割合を有する高粘性の媒体のためのこのような実施形態においては、連結ロッドは、好ましくは、搬送工具、例えば、ロータの範囲における供給開口部の範囲からの材料の搬送をサポートする、搬送スクリュ又は搬送パドルを備えている。
【０００４】
現場では、ペースト状の材料あるいは媒体、例えば脱水された泥を長い距離にわたって搬送する必要があり、このことは、例えば共通の排水処理についての大きな挑戦である。なぜなら、この材料／媒体の高い粘性及び摩損性により、搬送管路におけるかなりの圧力損失を乗り越える必要があるためである。この圧力損失は、搬送区間の長さによって直接段階付けされ、これにより、キロメートルの範囲における距離にわたる搬送が極端に困難となる。圧力損失を乗り越えるために、通常用いられるポンプによる解決手段は高い圧力を発生させる必要があり、その結果、ポンプによる解決手段は、その圧力段によって、最大の搬送区間に限定されている。加えて、高いカウンタ圧力におけるポンプの負荷は非常に大きく、これにより、ロータ−ステータ幾何形状及び／又はジョイントの摩耗により、時間及びコストがかかる、頻繁なメンテナンスサイクルが発生してしまう。このような長い搬送区間のための偏心スクリュポンプの使用時には、これに対応して、かなりのメンテナンスの手間と、これに対応してコストとが伴う大きく重い偏心スクリュポンプを用いる必要がある。
【０００５】
これに代えて、現場では、例えば搬送ベルト又はスクリュ搬送装置のような複数の駆動部を有するシーケンシャルな搬送装置の解決手段が用いられる。このとき、一方では、大きなエネルギー消費とメンテナンスコストが欠点であり、他方では、しばしば、対応する臭気汚染又は雨による（乾燥された泥の）再稀釈を伴う開放された構造が欠点である。垂直な搬送時又は角の多い（ｖｅｒｗｉｎｋｅｌｔｅｍ）搬送時には、このような搬送装置の解決手段も有効でない。通常、閉鎖された配管の使用は、高粘性の媒体及び高い圧力には適しているものの高いカウンタ圧力により大きな駆動出力と、これに伴い大きなエネルギー消費と、大きなメンテナンスコストも伴う、多段の偏心スクリュポンプ又はこれに代えてピストンポンプも前提としている。
【０００６】
また、現場から、空気圧式の搬送及び特にいわゆるプラグ搬送も知られているが、これら搬送は、とりわけ（ゆるい）バルク材料の搬送に用いられる。バルク材料の空気圧式の搬送のためのこのような方法及び装置は、特許文献１から知られている。ここで、バルク材料は、低いレベルから高いレベルへ搬送され、バルク材料は、まず、本質的に水平に搬送され、つづいて、空気圧式に持ち上げられ、これにつづき空気圧式に更に搬送される。このとき、第１の搬送は、不連続な、ガスクッションによって離間されたバルク材料プラグの形態で行われ、バルク材料の持上げがほぼ連続したバルク材料の流れの形態で行われる。
【０００７】
粒状又は粉体状の材料の短く同様の材料プラグの流体状の藩祖のための配管を有する搬送設備は、例えば特許文献２から知られている。この設備は、搬送管路と、この搬送管路に対して平行な分岐管路とで構成されている。そのほか、供給装置（例えばポンプ）が設けられており、この供給装置は、流体圧源によって生じる配管圧力に対する密封装置を備えている。供給装置は、基本的に、ロータ及びステータを有する偏心スクリュポンプとしても形成されることができる。いずれしても材料収容チャンバがポンプの後方に接続されており、材料収容部の始部には、流体圧力源のための接続部が設けられており、その結果、搬送管路は、入口側の収容チャンバを介して連続的に流体圧力で負荷を受けることが可能である。加えて、材料プラグ搬送のための後続の搬送管路には、流体の部分量を搬送管路へ導入するための少なくとも１つの開口部が設けられている。そのほか、偏心スクリュポンプの使用時には、出口側の収容チャンバにロータリバルブを設けることが提案され、このロータリバルブは、搬送管路において生じる圧力に対してポンプの密封性を改選するために用いられるだけではなく、ポンプに基づき生じる材料を粉砕する者であるべきである。
【０００８】
そのほか、プラグ搬送の意味合いでの、配管において湿気を含み、ピューレ状の物品を搬送するための装置が、特許文献３及び特許文献４から知られている。
【０００９】
最後に、特許文献５には、圧力下にある圧縮空気混合機械及び搬送機械のチャンバに接続管路を介して接続された、スクリュミキサ及びスクリュポンプで軽量コンクリートを生成する可動の装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第０１／０２２７４号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第３３１９０７６号明細書
【特許文献３】独国特許発明第８７４８７７号明細書
【特許文献４】独国特許発明第５５９２３７号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第４２０３５７１号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第１０２００８０２１９２０号明細書
【特許文献７】独国特許発明第１０２０１００３７４４０号明細書
【特許文献８】独国特許発明第１０２０１４１１２５５２号明細書
【特許文献９】独国特許発明第１０２０１４１１２５５０号明細書
【特許文献１０】独国特許発明第１０２０１００３７４４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
公知の従来技術を基礎として、本発明の課題は、安価でメンテナンスが少なくて済む構造において、ペースト状の材料の障害のない効果的な搬送を長い距離にわたっても可能とする設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を解決するために、本発明は、ペースト状の材料、例えば（脱水された）泥、粉砕された食品廃棄物又はこれに類するものを搬送する設備であって、ステータと、該ステータ内で回転するロータと、供給開口部を有する、ステータに（吸い込み側で）接続された吸い込みハウジングと、出口開口部（好ましくは、この出口開口部を有する圧縮側でステータに接続された圧縮ハウジング）とを備えた偏心スクリュポンプと、搬送されるべき材料が圧縮された材料ストランドとして偏心スクリュポンプによって当該搬送管路へ押圧されるように偏心スクリュポンプの出口開口部、例えば圧縮ハウジングの出口開口部に接続されている空気圧式の搬送管路とを有しており、少なくとも１つの（圧力媒体）バルブを介して圧力媒体供給部が搬送管路へ接続されており、圧力媒体供給部によって、圧力パルスを、時間的な間隔において搬送管路へ注入可能であり、制限された長さの材料プラグを、圧力パルスによって、圧縮された材料ストランドから分離可能であるとともに、搬送管路を通して搬送可能である、前記設備を示唆している。
【００１３】
圧力媒体は、好ましくは圧縮空気である。したがって、圧力パルスを生成する装置は、好ましくはコンプレッサ又はブロワを備えている。
【００１４】
ここで、本発明は、特に大きな偏心スクリュポンプを用いる必要なく、偏心スクリュポンプといわゆる空気圧式の濃密流搬送の組合せによって、ペースト状の材料、すなわち高粘性の液体あるいは媒体を経済的に、かつ、効果的に、大きな距離にわたっても搬送可能であるという認識に基づくものである。材料は、圧縮された（連続した）材料ストランドを形成しつつ偏心スクリュポンプによって直接搬送管路へ圧縮される。搬送管路に統合された圧力媒体供給部により、時間的な間隔に置いて圧力パルスが搬送管路へ注入され、これにより、材料プラグが材料ストランドから分離され、この材料プラグは、圧力パルスあるいは搬送管路において生じる圧力を用いて搬送管路において搬送方向に沿って（互いに間隔をおいて）搬送される。このとき、圧力媒体、例えば圧縮空気による搬送管路の継続的な負荷がなされるわけではなく、搬送管路において上述の圧力パルスが生成されるだけであり、この圧力パルスは、構造に基づき、基本的に搬送方向にも、また搬送方向とは逆にも、したがってポンプの方向にも作用する。しかしながら、偏心スクリュポンプは、閉鎖されたシールラインによって特色をなしており、偏心スクリュポンプからの材料が圧縮され、したがって圧力の下で搬送管路へ押圧されるため、搬送管路へ導入される圧力パルスは、搬送方向へ「それて」、これにより、生じる材料プラグが偏心スクリュポンプの作用によって補助されて搬送方向へ搬送されることが可能である。
【００１５】
そのほか、圧力媒体供給部を設けること、あるいはある箇所に、あるいはバルブによって圧力媒体を搬送管路へ注入することのみならず、オプションで、圧力パルスを複数の箇所、特に、搬送管路の長さにわたって分割された複数の箇所において、例えば搬送管路の長さにわたって分割された複数のバルブを介して搬送管路へ注入することが可能であることも、本発明の範囲にある。
【００１６】
好ましくは、搬送管路には圧力測定装置が接続されている。そのほか、設備は、好ましくは制御装置を備えており、この制御装置は、好ましくは、一方では圧力媒体供給部のバルブに接続されており、他方では圧力測定装置に接続されており、その結果、制御装置によって、バルブを、圧力測定装置によって測定された搬送管路における圧力に依存して制御することが可能である。したがって、動作においては、ペースト状の材料が偏心スクリュポンプによって圧力管路において圧縮されるため、圧力測定装置によって測定される搬送管路における圧力は徐々に上昇する。例えば制御装置にメモリ可能なあらかじめ設定された圧力閾値に達するか、又はこれを超過する場合には、バルブが開放され、このようにして搬送管路へ注入される圧力パルスが、材料プラグを分離するとともに、この材料プラグを搬送方向に沿って搬送管路を通して搬送する。圧力媒体注入中には、圧力は、一時的に上昇するが、泥プラグの分離によって即座に再び低下する。偏心スクリュポンプによる材料の新たな連続的な供給によって、別の圧力媒体注入がなされるまで、搬送管路における圧力は（ゆっくりと）再び上昇する。
【００１７】
搬送されるべきペースト状の材料の特性に依存して、管摩擦を低減するための同時の潤滑剤注入によって搬送をサポートし、このようにして搬送管路全体における圧力を継続的に非常に低い圧力レベル、例えば５ｂａｒ、好ましくは４ｂａｒ未満へ低下させることが有利であり得る。このような潤滑剤の使用は、例えば、泥及び特に乾燥した泥の搬送時に有利である。このために、好ましくは、潤滑剤供給部が、好ましくは偏心スクリュポンプと圧力媒体供給部（搬送管路への供給部の開口部）の間において搬送管路に接続されるように構成されている。（圧力媒体供給部の手前の）この潤滑剤供給部によって、好ましくは連続的に（又はほぼ連続的に）潤滑剤を圧力管路あるいは材料ストランドの範囲へ注入することが可能である。このようにして、材料と、したがって材料プラグとは、追加的に潤滑剤で包囲され、このようにして、濃密流搬送のために管摩擦が低減され、その結果、システム全体のエネルギー効率が最適化される。潤滑剤は、例えば公知のポリマー溶液であり得る。これに代えて、潤滑剤として、水も用いることが可能である。そのほか、潤滑剤を周囲にわたって分配して、例えば周囲にわたって分配された複数の注入箇所によって搬送管路へ注入することが可能であり、その結果、包囲する潤滑剤層あるいは材料プラグを包囲する潤滑剤層（境界層；ｂｏｕｎｄａｒｙ  ｌａｙｅｒ）が生じる。
【００１８】
（偏心スクリュ）ポンプ搬送と空気圧式の濃密流搬送の組合せによって、搬送管路全体における圧力が継続的に非常に低い圧力レベルへ低減される。この圧力レベルは、材料プラグの初期移動のために必要な力から直接得られるものである。付着力が一旦克服されるとすぐに、材料プラグは、後から流れる膨張する圧縮空気（圧力媒体）により加速され、これにより、管路における圧力レベルが再び低下する。オプションで、用いられる潤滑剤、例えばポリマー溶液の量及び材料プラグ長さあるいはその重量を変更することによって、管路における最大の圧力レベルに影響を与えることができ、したがって、動作中にエネルギー技術的に最適な動作点を設定することが可能である。
【００１９】
基本的には、特に用いられる材料が追加の潤滑剤供給部がないことを許容する場合には、追加の潤滑剤供給部なしに動作することも本発明の範囲にある。したがって、本発明により同様に考慮される、例えば粉砕された食品廃棄物の搬送時には、良好な摩擦特性に基づき、対応する潤滑剤を省略することが可能である。
【００２０】
好ましくは、偏心スクリュポンプはホッパポンプとして形成されており、供給ホッパは、供給開口部に接続されている。好ましくは、このようなホッパポンプにおいては、駆動部とロータの間に配置され偏心性を実現する連結ロッドが搬送工具、例えば搬送スクリュ、パドル又はこれに類するものを備えるように企図されている。
【００２１】
ポンプ搬送と（場合によっては同時の潤滑剤注入を伴う）空気圧式の濃密流搬送の本発明による組合せによって、上述のように、搬送管路全体における圧力を継続的に非常にわずかな圧力レベル、例えば５ｂａｒ未満、好ましくは４ｂａｒ未満へ低減することが可能である。これに加えて、本発明は、特に好ましい実施形態において、適当に小さく、メンテナンス最適化された偏心スクリュポンプの使用を提案している。これは、弾性的なステータが吸い込みハウジングの取外しなしに、及び圧縮ハウジングの取外しなしに容易かつ迅速に交換されることができ、並びに／又はロータが吸い込みハウジングの取外しなしに、及び圧縮ハウジングの取外しなしに容易かつ迅速に、好ましくは、追加の機器の使用なしに交換されることができる偏心スクリュポンプである。このようなメンテナンス最適化されたポンプは、現場では通常、比較的低い圧力に対して設定されている。搬送管路における圧力レベルが比較的低い値へ制限されている本発明によるコンセプトにより、まさにこのようなメンテナンス最適化されたポンプの使用が可能となり、その結果、プラグ搬送としての空気圧式の濃密流搬送とのこのような偏心スクリュポンプの組合せが、特に意義深い。低い圧量レベルにより構成要素の寿命が延長され、その結果、メンテナンスインターバルを、構成要素のわずかな負荷に基づき延長することができる。そのほか、メンテナンスコストが低減される。なぜなら、ステータ交換及び／又はロータ交換が、管路の取外しなしに短時間で、通常は追加の持上げ設備及びクレーン設備なしに実行可能であるためである。
【００２２】
容易なステータ交換及び／又はロータ交換のために、特に、（弾性的な）ステータが少なくとも２つのステータ部分シェル（Ｓｔａｔｏｒｔｅｉｌｓｃｈａｌｅｎ）から成る長手方向に分割されたステータで構成された偏心スクリュポンプが考慮される。そのほか、弾性的なステータを包囲するステータジャケットが、長手方向に分割されたジャケットとして複数のジャケットセグメントで構成されることができ、これらジャケットセグメントは、場合によっては弾性的なステータのためのステータ緊張装置を形成する。このような偏心スクリュポンプは、例えば特許文献６、特許文献７、特許文献８又は特許文献９から知られている。好ましくは、このような偏心スクリュポンプを用いることが可能である。ロータの容易な交換のために、好ましくは、例えばロータが取り外し可能な分離箇所を介して取り外し可能に連結ジョイントへ接続されることで（例えば特許文献７参照）、ロータが連結ロッドのジョイントとは無関係に交換され得る実施形態が提案される。
【００２３】
しかし、基本的には、本発明の範囲では、他の構造のポンプも、他の構造のメンテナンス最適化されたポンプも考慮に入れられる。
【００２４】
オプションで、偏心スクリュポンプは、材料のための粉砕装置を備えることが可能である。このことは、偏心スクリュポンプへ供給される材料が圧縮空気供給部の手前、かつ、場合によっては搬送前にポンプによって更に粉砕されるべき場合に有利である。粉砕機とも呼ばれるこのような粉砕装置は、例えば偏心スクリュポンプへ統合されることが可能であり、好ましくはステータ／ロータの手前に配置されることができる。
【００２５】
本発明は、上述の種類の設備によって、ペースト状の材料を搬送する方法であって、材料が、圧縮された材料プラグを形成しつつ偏心スクリュポンプによって搬送管路へ押圧され、圧力媒体供給部によって、時間的な間隔において圧力パルスが搬送管路へ注入され、これにより、材料プラグが、材料ストランドから分離され、搬送管路において搬送方向に沿って（互いに離間して）搬送される、前記方法に関するものでもある。このとき、圧力パルスは、好ましくは搬送管路における圧力に依存して、例えば１〜３ｂａｒ、例えば約２ｂａｒであり得るあらかじめ設定された圧力閾値への到達時又はこの圧力閾値の超過時に生成される。圧力パルスは、好ましくは約１〜２０秒の継続時間を有している。それぞれあらかじめ設定された一定の継続時間を有する圧力パルスを生成することが可能である。しかし、基本的には、圧力パルスの継続時間を搬送管路における圧力に依存してそれぞれ可変に制御することも可能である。オプションで、潤滑剤が搬送管路へ注入されることができ、好ましくは、注入された潤滑剤の量が搬送管路における圧力に依存して制御される。
【００２６】
全体として、搬送管路における圧力が上限値、例えば５ｂａｒ、好ましくは４ｂａｒを超過しないように設備を制御することが有利である。このために、偏心スクリュポンプと、圧力媒体供給部と、場合によっては潤滑剤供給部とを適当に制御することが可能である。全体として、エネルギー技術的に最適な動作点を設定することが可能である。このとき、圧縮空気の生成がこのようなプロセスにおいてかなりのコストファクタであるため、用いられる圧縮空気の量を最小化することが可能であるという事実も興味深い。そして、様々なファクタ（偏心スクリュポンプ、圧力媒体供給部、潤滑剤供給部）を考慮して動作をコストについて最適化することが可能である。
【００２７】
全体として、本発明の範囲では、ペースト状の媒体を大きな距離にわたって搬送することが可能である。搬送管路の長さは、好ましくは２５メートルより長く、例えば５０メートルより長く、特に１００メートルより長く、特に好ましくは２００メートルよりも長い。端部側では、搬送管路に貯蔵部、例えばサイロ又はこれに類するものを接続することが可能である。上述の値への圧力レベルの低減により、上述したイージーメンテナンスポンプの使用が可能となる。そのほか、わずかな圧力レベルに基づき、摩耗を低減することができ、これにより、構成要素の寿命を延長し、メンテナンスサイクルを延長することが可能である。個別構成要素の必要スペースはわずかである。同様に、小さなエネルギー消費及び長いメンテナンスサイクル及び好都合な交換部材により、動作コストもわずかである。そのほか、投資コスト全体を低減させることが可能である。なぜなら、わずかな圧力レベルにより、安価な配管、すなわち薄壁及び好都合な配管をもって動作され得るためである。プロセス監視を含む自動的なシステムを実現することができ、このシステムは、慣用のバスインターフェースを介して自動化システム及びコントロールシステムへ接続されることが可能である。また、わずかな部分重量に基づき、作業保護技術的な利点が得られ、これにより、メンテナンスのために少ない人員で済む。小さなポンプにおいては、追加の持上げ設備又はクレーン設備なしに一人の人員でメンテナンスを実行することが可能である。
【００２８】
以下では、実施例のみを図示する図面に基づいて本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】一機能位置における本発明による設備の概略的な図である。
【図１Ｂ】一機能位置における本発明による設備の概略的な図である。
【図１Ｃ】一機能位置における本発明による設備の概略的な図である。
【図１Ｄ】一機能位置における本発明による設備の概略的な図である。
【図２】図１Ａによる設備の異なる実施形態を示す図である。
【図３】図１Ａ〜図１Ｄ（時間に依存した搬送管路における圧力）による設備の動作グラフを示す図である。
【図４】図１Ａ〜図１Ｄによる設備の偏心スクリュポンプの一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
各図には、ペースト状の材料、例えば（脱水された）泥又は粉砕された食品廃棄物を搬送するための設備が図示されている。
【００３１】
ここで、図１Ａ〜図１Ｄには、異なる機能箇所におけるこのような設備の第１の実施形態が示されており、この設備は、例えば脱水された泥の形態でのペースト状の材料Ｍを搬送するために用いられることが可能である。
【００３２】
これに対して、図２には、例えば、粉砕された食品廃棄物の形態でのペースト状の材料Ｍを搬送するために用いられることが可能な第２の実施形態が示されている。
【００３３】
この設備は、（弾性材料から成る）ステータ２と、このステータ内で回転するロータ３とを備えた偏心スクリュポンプ１を備えている。また、偏心スクリュポンプは、吸い込み側でステータに接続された、供給開口部５を有する吸い込みハウジング４と、圧縮側でステータに接続された、出口開口部７を有する圧縮ハウジング６とを備えている。ポンプは、ロータ３のための駆動部９を備えている。このような偏心スクリュポンプ１の構造についての更なる詳細を、以下において図４に基づいて説明する。
【００３４】
設備は、偏心スクリュポンプ１の出口開口部７に（直接）接続された空気圧式の搬送管路８を更に備えている。この搬送管路８は、偏心スクリュポンプ１によって搬送されるべき材料Ｍが圧縮された材料ストランド（Ｍａｔｅｒｉａｌｓｔｒａｎｇ）として搬送管路へ押圧されるように、出口開口部７あるいは圧縮ハウジング６へ接続されている。そのほか、搬送管路８にはバルブ１１を介して圧力媒体供給部１０が接続されており、この圧力媒体供給部は、この実施例では、時間的な間隔で圧力パルスを搬送管路８へ注入可能な圧縮空気供給部１０として形成されている。この圧力パルスにより、制限された長さの材料プラグＭＰを、圧縮された材料ストランドから分離可能であるとともに、搬送管路８を通して搬送可能である。これについて以下において更に詳細に言及する。端部側では、貯蔵部、例えばサイロ２０が搬送販路に接続されており、その結果、偏心スクリュポンプ１へ供給される材料Ｍが、偏心スクリュポンプ１及び搬送管路８を通って、例えば１００メートルより長い、比較的長い搬送区間を介してサイロ２０へ搬送される。
【００３５】
そのほか、搬送管路８には圧力測定装置１５が接続されている。圧力測定装置１５も、また圧縮空気バルブ１１も、好ましくは不図示の制御装置に接続されている。圧力媒体供給部１０は、コンプレッサ１２と、空気室１３と、圧縮空気管路１４とを備えることができる。
【００３６】
そのほか、図１Ａ〜図１Ｄによる実施形態では搬送管路８に潤滑剤供給部１６が接続されており、この潤滑剤供給部は、この実施例ではポンプ１７及び管路１８を含んでいる。潤滑剤供給部あるいは搬送管路への潤滑剤供給部１６の接続部は、偏心スクリュポンプと圧縮空気供給部１０あるいは搬送管路８への圧縮空気供給部１０の接続部との間に配置されている。この潤滑剤供給部１６を用いて、潤滑剤、例えばポリマー溶液を圧力管路８あるいは材料ストランドの範囲へ注入可能である。
【００３７】
この実施例では、偏心スクリュポンプ１はホッパポンプ（Ｔｒｉｃｈｔｅｒｐｕｍｐｅ）として形成されており、供給開口部５には供給ホッパ２１が接続されている。詳細が図４に図示されており、これについて以下で言及する。
【００３８】
図１Ａ〜図１Ｄによる設備は、例えば以下のように動作される：
【００３９】
偏心スクリュポンプ１は、ホッパ２１を介して、搬送されるべき材料、例えば脱水された泥を供給される。泥Ｍは、ホッパポンプ１を用いて、搬送管路あるいは圧力管路８へ圧縮される（図１Ａ参照）。このとき、搬送管路は、同時に（連続して）潤滑剤供給部１６を介して潤滑剤、例えばポリマー溶液を供給される。搬送管路８への泥の圧縮した供給中には、圧力測定装置１５により監視される搬送管路８における圧力が徐々に上昇する。あらかじめ規定された圧力閾値に達するか、又はこれを超過すると（図１Ｂ）、バルブ１１の開放によって圧縮空気パルスが搬送管路８へ注入され、これにより、制限された長さの材料プラグＭＰが、圧縮された材料ストランドから分離され、搬送管路８を通って搬送される（図１Ｃ）。図１Ｃと図１Ｄの比較した考察は、搬送管路における圧力がこのようにして再び低下し、上述のプロセスが図１Ａをもって再び開始されることを示唆している。
【００４０】
機能を図３に基づいても明らかにすることが可能であり、図３には、搬送管路８の注入箇所における圧力経過がグラフで図示されている。グラフには、圧力測定装置１５によって測定された、搬送管路における、すなわち注入箇所１０の範囲での圧力ｐが、時間ｔに依存して図示されている。時間０から開始して、まず、搬送管路８への材料の供給中に、図１Ａに対応して圧力ｐが上昇し、（２分よりやや長い時間後、）圧力閾値ｐｓに到達する（図１Ｂ対応）。この時点で圧力パルスが注入され、その結果、圧力ｐが急激に約４ｂａｒの値へ上昇し、即座に再び圧力閾値ｐｓを明らかに下回る値へ低下する（図１Ｃ及び図１Ｄに対応）。この実施例では、管路８における圧力ｐは圧力閾値を約１ｂａｒだけ下回る。つづいて、新たな泥プラグは、別の圧縮空気注入がなされるまで、偏心スクリュポンプによって数分の時間にわたって管路へ搬送される。図３に図示された状態ａ），ｂ），ｃ）及びｄ）は、図１Ａ〜図１Ｄに図示された状態に対応している。
【００４１】
ここで、図１Ａ〜図１Ｄによる実施形態では、濃密流搬送（Ｄｉｃｈｔｓｔｒｏｍｆｏｅｒｄｅｒｕｎｇ）のための管摩擦を低減し、システム全体のエネルギー効率を改善するために、潤滑剤が注入されることが図示されている。
【００４２】
これに対して、図２には、潤滑剤供給が省略された第２の実施形態が示されている。この実施形態は、既に十分な摩擦特性を有している、例えば粉砕された食品廃棄物あるいはペースト状の食品ピューレ（Ｌｅｂｅｎｓｍｉｔｔｅｌｂｒｅｉ）のような材料に適している。設備は、例えば、長い距離にわたって、例えば離れたバイオガス設備へ食品廃棄物を搬送するために用いられる。食品廃棄物あるいは食品ピューレは、長い搬送管路８を介して図示の貯蔵部２０へ至る。このとき、バイオガス設備において食品廃棄物を燃焼させる準備（Ａｕｆｂｅｒｅｉｔｕｎｇ）のための複数のプロセスステップがこのシステムにおいて非常に小さな空間において統合されることができる。偏心スクリュポンプ１は、ここでもホッパポンプとして形成されており、この偏心スクリュポンプは、本実施例では例えばホッパ２１とステータ２の間で偏心スクリュポンプに統合されている粉砕装置１９が追加的に設けられている点で図１Ａに図示された偏心スクリュポンプとは異なっている。粉砕装置は、切断工具として形成されているか、あるいは切断装置と共に形成されており、その結果、まず、導入された材料、例えば果物又は野菜あるいは残飯の全体が粉砕され、つづいて、ペースト状の食品ピューレとして圧力管路８へ圧縮される。加えて、潤滑剤供給部を除いて、設備は、図１Ａ〜図１Ｄによる態様と同一の態様で構成されており、この設備は、同様に動作もされる。
【００４３】
上述したように、偏心スクリュポンプは、各実施例において好ましくはホッパポンプとして形成されている。考えられる実施形態が図４に図示されている。駆動部９は、連結ロッド２２を介してロータへ作用し、この実施例では、ロータあるいはステータの範囲への材料の搬送をサポートするために、連結ロッド２２は、搬送工具２６、例えばスクリュを備えている。連結ロッド２２は、入力側のジョイント２３を介して駆動部あるいは駆動軸又は結合軸２４に接続されているとともに、ロータ側のジョイント２５を介してロータ２に接続されており、その結果、連結ロッド２２及びジョイント２３，２４を介してロータの偏心運動が可能となるか、あるいじは実現される。
【００４４】
このとき、偏心スクリュポンプ１は、いわゆるイージーメンテナンスポンプとして形成されており、このイージーメンテナンスポンプでは、ステータ２も、またロータ３も、吸い込みハウジング４を取り外すことなしに、及び圧力接続パイプ６あるいは接続された管路を取り外すことなしに、特にホッパ２１を取り外すことなしに、交換されることが可能である。このために、この実施例では、ステータ２は、例えば２つのステータ半部で構成された、長手方向に分割されたステータとして形成されている。詳細は図示されていない。エラストマステータを包囲するステータジャケット２７は、好ましくは、一方ではステータ緊張装置を形成し、他方では容易な取り外し及び容易なステータ交換を可能とする複数のジャケットセグメントで構成されている。そのほか、ロータ３は、追加的な分離箇所を介してロータ側の連結ジョイントに接続されることができ、その結果、ロータ３は、ジョイント分離なしに交換されることが可能である。これについても詳細は図示されていないが、特許文献１０、特許文献９、特許文献８又は特許文献６において公知のコンセプトを用いることができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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