(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形物を含み異なる粘調度を備えた種々の混合物成分から成る混合物を搬送するための装置であって、シリンダジャケット（２４）を有する搬送シリンダ（２０）と、搬送シリンダ（２０）の入口側と連通している材料装入空間（１６）と、搬送シリンダ（２０）の出口側に接続している搬送管（１８）と、材料装入空間（１６）および搬送シリンダ（２０）の内部を往復動可能な搬送ピストン（１２）と、搬送シリンダ（２０）の出口側または搬送管（１８）の内部に配置され、開放位置と閉鎖位置との間で変位可能な遮断機構（２２）とを備え、搬送シリンダ（２０）がそのシリンダジャケット（２４）の一部分にわたって、パーフォレーション部を備えていて、また搬送シリンダが、パーフォレーション部を備えたシリンダジャケットの外面に配置された捕集通路（２８）を介して、パーフォレーション部によって混合物から分離される混合物成分のための処理ステーションと結合されている、混合物を搬送するための前記装置において、
追値制御の形式にしたがって搬送ピストンの動きと遮断機構の動きのための駆動機構を互いに連動させて制御する制御アッセンブリ（４０）が設けられ、この制御アッセンブリが、搬送ピストン（１２）の距離信号に応答して遮断機構（２２）の閉鎖動作を開始し、混合物搬送の方向における遮断機構（２２）の前方に位置するように搬送シリンダ（２０）内部に配置される圧力センサ（４２）の出力信号に応答して遮断機構（２２）の開放動作を開始させることを特徴とする、装置。
【請求項２】
パーフォレーション部（２６）を形成している穴の開口横断面積が、シリンダジャケット外面側よりもシリンダジャケット内面側のほうが小さいことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
搬送シリンダ（２０）のシリンダジャケット（２４）が内面を硬化させた材料から成っていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
シリンダジャケット（２４）の領域に、パーフォレーション部（２６）を閉鎖する閉鎖位置とパーフォレーション部（２６）を開放する開放位置との間でシリンダジャケット（２４）に対し相対変位可能なスライダ（３８）が配置されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
スライダ（３８）がシリンダジャケット（２４）を管状に取り囲んでいることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
スライダ（３８）が制御アッセンブリ（４０）を介して制御可能な駆動機構を有していることを特徴とする、請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
スライダ（３８）がシリンダジャケット（２４）に対し軸線方向に変位可能であることを特徴とする、請求項４から６までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
シリンダジャケット（２４）が最大でその長さの半分にわたってパーフォレーション部を有し、スライダ（３８）が閉じた側面を有し、且つ開放位置から閉鎖位置へシリンダジャケットの長さの半分だけ変位可能であることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
スライダ（３８）が、シリンダジャケット（２４）のホールマトリックスに対し補完的な、穴と閉じた中間空間とから成るマトリックスを有していることを特徴とする、請求項４から８までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
スライダ（３８）が開放位置と閉鎖位置との間で軸線方向または周方向にホールマトリックスのピッチの半分に相当する距離だけシリンダジャケット（２４）に対し変位可能または回動可能であることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
制御アッセンブリ（４０）が搬送ピストン（１２）の距離信号に応答して、搬送ピストン（１２）が搬送シリンダ（２０）内へ侵入したときにスライダ（３８）の開放運動を開始させることを特徴とする、請求項６から１０までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
制御アッセンブリ（４０）が圧力センサ（４２）の圧力信号に応答して、所定の圧力閾値（Ｐ限界）を越えたときにスライダ（３８）の閉鎖運動を開始させることを特徴とする、請求項６から１１までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
スライダ（３８）がシリンダジャケット（２４）に対し相対的に運動可能なカッターエッジを有していることを特徴とする、請求項４から１２までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
搬送ピストンがカッターエッジを有していることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
搬送管（１８）が、材料装入空間（１６）へ戻るように延在している、バイオ管形反応器として形成された返送経路（３４）に開口していることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
固形物を含み異なる粘調度を備えた種々の混合物成分から成る混合物を搬送するための装置であって、シリンダジャケット（２４）を有する搬送シリンダ（２０）と、搬送シリンダ（２０）の入口側と連通している材料装入空間（１６）と、搬送シリンダ（２０）の出口側に接続している搬送管（１８）と、材料装入空間（１６）および搬送シリンダ（２０）の内部を往復動可能な搬送ピストン（１２）と、搬送シリンダ（２０）の出口側または搬送管（１８）の内部に配置され、開放位置と閉鎖位置との間で変位可能な遮断機構（２２）とを備え、搬送シリンダ（２０）がそのシリンダジャケット（２４）の一部分にわたって、パーフォレーション部を備えていて、また搬送シリンダが、パーフォレーション部を備えたシリンダジャケットの外面に配置された捕集通路（２８）を介して、パーフォレーション部によって混合物から分離される混合物成分のための処理ステーションと結合されている、混合物を搬送するための前記装置において、
搬送管（１８）が、材料装入空間（１６）へ戻るように延在している、バイオ管形反応器として形成された返送経路（３４）に開口していることを特徴とする、装置。
【請求項１７】
返送経路（３４）内に、搬送物を加熱する加熱装置（４４）が配置されていることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
返送経路（３４）内に、蛇行状に延在する延長経路（３６）が配置されていることを特徴とする、請求項１６または１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送シリンダと、搬送シリンダの入口側と連通している材料装入空間と、搬送シリンダの出口側に接続している搬送管と、材料装入空間および搬送シリンダの内部を往復動可能な搬送ピストンと、搬送シリンダの出口側または搬送管の内部に配置され、開放位置と閉鎖位置との間で変位可能な遮断機構とを備えた、濃厚物質材を搬送するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置は公知であり（たとえば特許文献１）、粉砕した金属スクラップを含んでいる濃厚物質を搬送するために用いられる。この種の装置では、濃厚物質は材料装入空間を介して搬送装置に供給され、搬送ピストンを用いて搬送シリンダ内へ変移せしめられ、搬送シリンダから搬送管へ送られて該搬送管によって圧縮される。遮断機構は、各行程において濃厚物質材をまず搬送シリンダ内で圧縮した後に遮断機構を開いて濃厚物質材を搬送管内へ圧入させるために用いる。この装置を用いると、濃厚物質材はそのなかに含まれている金属スクラップの異物および同様の固形物とともに搬送管によって搬送される。
【０００３】
基本的には、この装置を用いてバイオ廃棄物も搬送させることができる。通常バイオ廃棄物は有機成分ばかりでなく、かなりの量で異物も含んでいる。異物は以後の加工プロセスのために物質流から除去しなければならない。廃棄物が比較的乾燥したものであれば、異物の除去はほとんどの場合手作業で行なわれる。しかし、湿った有機廃棄物の場合には粉砕の工程が選択される。残飯を処理するにはたとえばハンマーミルを使用する。ハンマーミルは、たとえばナイフの柄のような異物を１０ｍｍ以下の粒径に粉砕する。このように調製した濃厚物質は冒頭で述べた種類の濃厚物質ポンプを用いて搬送されるが、しかしながら異物が物質流内に依然含まれているという欠点がある。したがって、物質を分離させるという問題は解決されておらず、搬送プロセス終了時の方法ステップに持ち越される。すなわち搬送プロセス終了時の方法ステップとは、たとえば食品廃棄物を基材として処理する方法である。基材は発酵槽に供給されるが、粉砕されたプラスチック梱包物、缶、チューブ、ナイフ、フォーク等を異物としてまだ含んでいる。発酵残余物内において有機基材は分解されるものの、スラッジとして存在している粉砕された異物を窒素肥料として利用する場合には、該異物をさらに除去しなければならない。分離を行なえないならば、燃焼による廃棄物処理しか方法がない。
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第６８１６７２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、濃厚物質を搬送するための公知の装置を、本来の利用物質処理段階の前に異物を物質流から分離させることができるように改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するため、請求項１に記載の構成が提案される。本発明の他の有利な構成は従属項から明らかである。
【０００７】
本発明による解決手段の基本的思想は、濃厚物質ポンプの特性と、選別装置の特性と、プレス機の特性とを一体化した装置を開発することにある。これを達成するため、冒頭で述べた種類の装置において、搬送シリンダを、少なくともそのシリンダジャケットの一部にわたってパーフォレーション化する。この場合、装置は、遮断機構を閉じた状態でピストンを介して材料装入空間から搬送シリンダ内へ搬送される濃厚物質に対しプレス部を形成する。パーフォレーション部を設けたシリンダジャケットは、プレス部によって発生した圧力を作用させて液状の利用物質を外側へ、捕集通路内へ搬送させる選別装置を形成する。次に遮断機構が開くと、異物はポンプのようにして搬送管内へ押し出される。また、追値制御の形式にしたがって搬送ピストンの動きと遮断機構の動きのための駆動機構を互いに連動させて制御する制御アッセンブリが設けられ、この制御アッセンブリが、搬送ピストンの距離信号に応答して遮断機構の閉鎖動作を開始し、混合物搬送の方向における遮断機構の前方に位置するように搬送シリンダ内部に配置される圧力センサの出力信号に応答して遮断機構（２２）の開放動作を開始させるようになっている。
【０００８】
本発明の有利な構成によれば、シリンダジャケットのパーフォレーション部はホールマトリックスにより形成されている。この場合、パーフォレーション部は、シリンダジャケットの、搬送ピストンの往復動の際に該搬送ピストンが通過する領域に、配置されている。パーフォレーション部を形成している穴の開口横断面積が、シリンダジャケット外面側よりもシリンダジャケット内面側のほうが小さいのが有利であることが明らかになった。早期磨耗を回避するため、搬送シリンダのシリンダジャケットは内面を硬化させた材料から成っている。
【０００９】
本発明の有利な構成によれば、シリンダジャケットの領域に、パーフォレーション部を閉鎖する閉鎖位置とパーフォレーション部を開放する開放位置との間でシリンダジャケットに対し相対変位可能なスライダが配置されている。
【００１０】
有利には、スライダがシリンダジャケットを管状に取り囲んでいるのがよい。この場合、スライダはシリンダジャケットに対し軸線方向に移動することができる。本発明の有利な構成によれば、シリンダジャケットは最大でその長さの半分にわたってパーフォレーション部を有し、スライダが閉じた側面を有し、且つ開放位置から閉鎖位置へシリンダジャケットの長さの半分だけ変位可能である。
【００１１】
しかしながら、基本的には、スライダが、シリンダジャケットのホールマトリックスに対し補完的な、穴と閉じた中間空間とから成るマトリックスを有している構成も可能である。この場合には、スライダは開放位置と閉鎖位置との間で軸線方向または周方向にホールマトリックスのピッチの半分に相当する距離だけシリンダジャケットに対し変位可能または回動可能であってよい。これにより、シリンダの長さが半分の実施形態に比べてスライダの回動運動または直線運動が小さくなる。
【００１２】
しかし、基本的には、それぞれのパーフォレーション穴に対し固有の遮断機構をたとえばプラグ或いは閉鎖用円錐部材の形態で有しているような閉鎖装置を使用してもよい。
【００１５】
これに対応して、スライダは制御アッセンブリを介して制御可能な駆動機構を有していてもよい。この場合には、制御アッセンブリは、たとえば搬送ピストンの距離信号に応答して、搬送ピストンが搬送シリンダ内へ侵入したときにスライダの開放運動を発生させ、他方圧力センサの圧力信号に応答して、所定の圧力閾値を越えたときにスライダの閉鎖運動を発生させる。
【００１６】
パーフォレーション穴が利用物質を貫通させるために常に開口しているよう保証するため、パーフォレーション穴に圧縮空気または加圧水を作用させるクリーニング装置が設けられているのが合目的である。これ以外にも、シリンダ面が各行程ごとに通過する搬送ピストンによって自動的にクリーニングされることによっても、濾過ケークによるパーフォレーション穴の目詰まりは確実に回避される。
【００１７】
ピストンの送り量を介して調整可能な圧力で遮断機構が開かれるが、この圧力により、ある特定のケースで存在する粒子を合目的に圧縮することで高い機能安定性を得ることが可能である。さらに、本発明の有利な構成によれば、搬送管は、材料装入空間へ戻るように延在している、有利にはバイオ管形反応器として形成された返送経路に開口している。返送経路内には、搬送物を加熱する加熱装置が配置されていてもよい。滞留時間を長くするため、返送経路内に、好ましくは蛇行状に延在する延長経路が配置されていてもよい。
【００１８】
さらに、パーフォレーション部を備えたシリンダジャケットの外面に、加工ステーションへ通じるパイプラインが配置されている構成も可能である。パーフォレーション部を通じて押し出された利用物質はこのパイプラインを介して処理ステーションへ搬送される。これによりポンプは二相ポンプの機能を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図面に図示した装置は、液状またはペースト状の利用成分と固形の異物成分とを含んでいる濃厚物質を調製して搬送するために用いる。この装置はシングルピストンポンプ形式によるもので、液圧シリンダ１０の液圧ピストン１１と連結されているプランジャー状の搬送ピストン１２と、供給通路１４を介して濃厚物質材を供給可能な材料装入空間１６と、入口側を材料装入空間１６に接続され、出口側を搬送管１８に接続されている搬送シリンダ２０と、搬送シリンダ２０の出口側に配置され、閉鎖位置と開放位置との間で搬送シリンダに対し横方向に移動可能なスライド弁状の遮断機構２２とを含んでいる。搬送シリンダ２０のシリンダジャケット２４はホールマトリックスとして形成されたパーフォレーション部２６を有し、パーフォレーション部２６はシリンダジャケット２４の外面において捕集通路２８に開口している。図示した実施形態の場合、供給通路１４への材料供給は、ホッパー３０とスクリューコンベア３２とを介して行なう。
【００２１】
このような装置においては、１回のポンプサイクルは以下のように経過する。
ａ）サイクル開始時（図１を参照）には、搬送ピストン１２は液圧シリンダ１０内に引き込まれた位置にある。材料装入空間１６は供給通路１４を介してピストン径を越す程度まで充填されており、遮断機構２２は閉じている。
ｂ）液圧ピストン１１は搬送ピストン１２とともに遮断機構２２の方向へ移動し、材料装入空間内にある搬送物を搬送シリンダ２０内へ変位させる。搬送シリンダ２０内には圧力が発生する。これにより液状およびペースト状の成分はシリンダジャケット２４のパーフォレーション部２６を通じて外側へ押される。同時に、シリンダジャケット２４は搬送ピストン１２が通過することにより濾過ケークによって内面をクリーニングされる。搬送シリンダ２０内に残っている材料塊内部では、圧力が所定の限界圧Ｐ限界まで増大する。この限界圧Ｐ限界は生産物に応じて調整することができる。限界圧Ｐ限界は、たとえば、搬送物内にある梱包物が破裂してその内容物を解放するように選定される。パーフォレーション部２６を通じて押し出された利用物質片は捕集通路２８内へ流れ、そこから以後の処理段階に供給される。
ｃ）限界圧Ｐ限界に達すると、この圧力を短時間維持する。
ｄ）次に遮断機構２２を開く。その際圧力が降下するので、搬送ピストン１２は搬送シリンダ２０内部でその終端位置へさらに移動することができる。搬送ピストン１２により、まだ搬送シリンダ２０に残っている異物ケークは搬送管１８へ移動して処理を施す。
ｅ）遮断機構２２は再び閉鎖位置に達する。
ｆ）液圧ピストン１１は搬送ピストン１２とともにホームポジションへ戻る。同時に材料装入空間１６は供給通路１４を介して新たに充填される。
【００２２】
搬送ピストン１２および遮断機構２２の運動工程は、適当な駆動アッセンブリを介して制御アッセンブリ４０により追値制御される。
【００２３】
処理対象の出発材料の種類に応じては、以上説明した工程を何度も繰り返すことができる。有機性物質の場合には、加水分解段階としてバイオ管形反応器を中間接続するのが有利な場合がある。このため、供給通路１４へ戻るように延在する返送経路３４を使用する。返送経路３４は、所望の滞留時間に応じては、蛇行状の延長経路３６を含んでいてもよい。
【００２４】
図１と図２ａからわかるように、パーフォレーション部を設けたシリンダジャケット２４は管状のスライダ３８によって取り囲まれている。スライダ３８は、シリンダジャケット２４に対し、パーフォレーション部２６を閉鎖する閉鎖位置とパーフォレーション部２６を開放する開放位置との間で変位可能である。図２ａに図示した実施形態では、シリンダジャケットのほぼ半分の長さにわたってパーフォレーション部が設けられ、他方スライダは閉鎖されたジャケット面を有し、開放位置から閉鎖位置へシリンダジャケットの半分の長さだけ変位する。
【００２５】
図１の実施形態において示唆したように、スライダ３８はシリンダジャケットのホールマトリックスに対し補完的な、穴と閉じた中間空間とから成るマトリックスを有している。この場合、スライダは開放位置と閉鎖位置との間で軸線方向または周方向にホールマトリックスの半分のピッチ分だけシリンダジャケットに対し変位可能または回動可能である。したがって、スライダ３８の直線運動または回動運動は図２ａの実施形態のものに比べて短い。図１に示唆したように、スライダも制御アッセンブリ４０を介して制御される。このため、制御アッセンブリ４０は、搬送ピストン１２と遮断機構２２とスライダ３８の駆動アッセンブリを制御するための追値制御部を形成している。
【００２６】
以上を総括すると以下のようになる。本発明は、濃厚物質材を搬送するための装置に関する。この装置は、搬送シリンダ２０と、搬送シリンダ２０の入口側と連通している材料装入空間１６と、搬送シリンダ２０の出口側に接続している搬送管１８と、材料装入空間１６および搬送シリンダ２０の内部を往復動可能な搬送ピストン１２と、搬送シリンダ２０の出口側または搬送管１８の内部に配置され、開放位置と閉鎖位置との間で変位可能な遮断機構２２とを備えている。濃厚物質流に含まれている異物を、本来の利用物質処理段階の前に濃厚物質流から分離させることができるようにするため、本発明によれば、搬送シリンダ２０が少なくともそのシリンダジャケット２４の一部分にわたってパーフォレーション部を備えている。この解決手段により、濃厚物質ポンプの特性と選別装置の特性とプレス機の特性とが一体化された装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】バイオ廃棄物を調製し搬送するためのシングルピストンポンプ装置の概略構成図である。
【図２ａ】パーフォレーション部を備えた搬送シリンダのシリンダジャケットの側面図である。
【図２ｂ】パーフォレーション部を備えた搬送シリンダのシリンダジャケットの側面図である。
【図３】図１のポンプ循環系の返送通路に取り付けられる、蛇行状に延在した延長通路を示す図である。
【図１】
0004977706.tif 000002
【図２ａ】
0004977706.tif 000003
【図２ｂ】
0004977706.tif 000004
【図２ｃ】
0004977706.tif 000005
【図３】
0004977706.tif 000006