AT515947A4 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Solegewinnung aus Streusalz und Wasser - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Solegewinnung aus Streusalz und Wasser mit einer einerseits an einen Vorratsbehälter (13) für Streusalz und anderseits an einen Wasserzulauf angeschlossene Mischkammer (1) beschrieben. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Mischkammer (1) über eine Dosiereinrichtung (12) an den Vorratsbehälter (13) angeschlossen ist und das Gehäuse einer Strahlpumpe mit wenigstens einer Wasserstrahldüse (2) als Wasserzulauf und einer der Wasserstrahldüse (2) koaxial gegenüberliegenden, an eine Mischungsleitung (9) angeschlossenen Venturidüse (6) für den Mischungsablauf bildet und dass die Mischungsleitung (9) tangential in einen Endabschnitt eines Lösungszylinders (15) mündet, dessen der Mischungsleitung (9) gegenüberliegendes Austrittsende (17) mit einer Soleleitung (16) verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Solegewinnungaus Streusalz und Wasser mit einer einerseits an einen Vorratsbehälter für Streu¬salz und anderseits an einen Wasserzulauf angeschlossene Mischkammer.

Um Sole aus Streusalz und Wasser für den Winterdienst zur Verfügung zu stellen,ist es üblich (DE 20 2012 000 268 U1), oberhalb eines Solebehälters einen Lö¬sungsbehälter vorzusehen, in dem das chargenweise eingebrachte Streusalz mitHilfe von eingespültem Wasser gelöst wird, um die entstehende, gesättigte Soleüber einen Überlauf in den Solebehälter zu leiten. Die benötigte Sole kann dann ausdem Solebehälter abgezogen werden, wobei das jeweils benötigte Verhältnis zwi¬schen Wasser und Salz durch ein Zumischen von Wasser eingestellt werden kann.Nachteilig bei solchen Vorrichtungen zur Solegewinnung ist vor allem das für diebenötigten Solemengen erforderliche Speichervolumen für die Sole und die Not¬wendigkeit, die Salzkonzentration erst nachträglich durch das Zumischen von Was¬ser einstellen zu müssen.

Zur kontinuierlichen Solegewinnung ist es bereits bekannt (US 3 385 674 A), einean einen Vorratsbehälter für rieselfähiges Steinsalz angeschlossene Mischkammervorzusehen, in die ein mit Durchtrittsöffnungen versehenes Verteilerrohr für das Lö¬sungswasser ragt. Die Mischkammer bildet einen Einsatz in einem Gehäuse, zwi¬schen dem und der Mischkammer ein Ringspalt freibleibt, aus dem die Sole kontinu¬ierlich abgezogen werden kann. Der Salzstock in der Mischkammer, der durchnachrieselndes Salz aus dem Vorratsbehälter laufend ergänzt wird, wird über dasVerteilerrohr gleichmäßig mit Lösungswasser beaufschlagt, wobei die gebildete So¬le im Ringspalt zwischen der Mischkammer und dem Gehäuse aufsteigt und aus dem Gehäuse kontinuierlich ablaufen kann. Da durch den Ringspalt zwischen derMischkammer und dem Gehäuse die Austragung von noch nicht gelösten Salzkör¬nern und anderen Feststoffen verhindert werden soll, muss die Strömungsge¬schwindigkeit der Sole durch den Ringspalt begrenzt sein, was solche Vorrichtun¬gen für hohe Soleraten ungeeignet macht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierli¬chen Solegewinnung aus Streusalz und Wasser so auszugestalten, dass die für ei¬nen Wintereinsatz jeweils erforderlichen vergleichsweise großen Solemengen inkurzer Zeit zur Verfügung gestellt werden können, und zwar mit dem jeweils gefor¬derten Salzgehalt.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindungdie gestellte Aufgabe dadurch, dass die Mischkammer über eine Dosiereinrichtungan den Vorratsbehälter angeschlossen ist und das Gehäuse einer Strahlpumpe mitwenigstens einer Wasserstrahldüse als Wasserzulauf und einer der Wasserstrahl¬düse koaxial gegenüberliegenden, an eine Mischungsleitung angeschlossenen Ven-turidüse für den Mischungsablauf bildet und dass die Mischungsleitung tangential ineinen Endabschnitt eines Lösungszylinders mündet, dessen der Mischungsleitunggegenüberliegendes Austrittsende mit einer Soleleitung verbunden ist.

Durch die Ausbildung der Mischkammer als Gehäuse einer Strahlpumpe mit we¬nigstens einer Wasserstrahldüse auf der einen und einer Venturidüse auf der ge¬genüberliegenden Gehäuseseite wird durch die Wasserstrahldüse als Treibdüsedas dosiert in die Mischkammer geförderte Salz durch den Wasserstrahl der Was¬serstrahldüse angesaugt und in die Venturidüse mitgenommen, wobei sich aufgrundder Druck- bzw. Strömungsbedingungen eine innige Vermischung der Salzkörnermit dem Wasser ergibt. Da das Salz dosiert der Mischkammer zugeführt wird, kanndurch die Abstimmung der zugeführten Salzrate auf die Zuführrate des Wassers derjeweils geforderte Salzanteil der herzustellenden Sole eingestellt werden.

Die Mischung aus Salz und Wasser wird über eine Mischungsleitung einem Lö¬sungszylinder zugeführt, in dem das Salz vollständig im Wasser gelöst wird. Zu die¬ sem Zweck wird die Salz-Wassermischung am unteren Ende tangential in den Lö¬sungszylinder eingeleitet, sodass das die Salz-Wassermischung innerhalb des Lö¬sungszylinders einer Umlaufbewegung um die Zylinderachse mit der Wirkung un¬terworfen wird, dass bei einer beschränkten Länge des Lösungszylinders die Ver¬weilzeit der Salzkörner im Lösungszylinder zur vollständigen Lösung des Salzesausreicht und eine entsprechende Sole am der Mischungsleitung gegenüberliegen¬den Austrittsende des Lösungszylinders zur Verfügung steht. Durch den Einsatz ei¬ner Wasserstrahlpumpe wird nicht nur eine für die Solegewinnung vorteilhafte Salz-Wassermischung gewonnen, sondern auch für eine einfache Förderung der Salz¬wassermischung gesorgt, wenn die Wasserstrahldüse mit einem entsprechendenDruck von beispielsweise 5 bis 8 bar beaufschlagt wird.

Um zu verhindern, dass der Lösungszylinder beim Ausschalten der Wasserzufuhrüber die Mischungsleitung ausläuft, kann der Lösungszylinder über eine Rück¬schlageinrichtung mit der Soleleitung verbunden werden. Diese Rückschlageinrich¬tung verhindert auch dass nach einer Reinigung der Vorrichtung mit Wasser Soleaus der Soleleitung in die Vorrichtung rückfließt.

Durch die Umlaufbewegung der in den Lösungszylinder geförderten Salz-wassermi-schung werden die Salzkörner fliehkraftbedingt gegen die Innenwandung des Lö¬sungszylinders gedrückt und dabei mechanisch belastet. Dies kann in vorteilhafterWeise für eine zusätzliche Zerkleinerung der noch nicht gelösten Salzkörner genütztwerden, wenn der Innenmantel des Lösungszylinders mit einem Belag aus Hartteil¬chen ausgekleidet wird. Diese Hartteilchen bedingen eine Zerkleinerung der Salz¬körner und damit eine Oberflächenvergrößerung, wodurch die Lösung der Salzkör¬ner im Wasser beschleunigt wird. Da mit zunehmendem Strömungsweg die Salz¬körner kleiner werden, kann diesem Umstand durch eine Verringerung der Korngrö¬ße der Hartteilchen in Richtung der Zylinderachse Rechnung getragen werden. Einsolcher Reibbelag aus gebundenen Hartteilchen ist einem Verschleiß ausgesetzt,sodass unter Umständen eine Erneuerung des Reibbelags erforderlich wird. Zu die¬sem Zweck kann der Belag aus Hartteilchen auf einem auswechselbaren Zylinder¬einsatz vorgesehen werden.

Um die Fliehkraftwirkung auf die Salz-Wassermischung gut nützen zu können, istfür eine entsprechende Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Lösungszylinderszu sorgen, die vorteilhaft größer als die Austrittsgeschwindigkeit aus dem Lösungs¬zylinder ist, weil im Bereich des Austrittsendes des Lösungszylinders die Schlepp¬wirkung der Strömung klein gehalten werden soll, damit allenfalls noch nicht gelösteSalzanteile im Lösungszylinder verbleiben. Es empfiehlt sich daher, den Lösungszy¬linder gegen das Austrittsende hin mit einem erweiterten Innendurchmesser auszu¬bilden.

Steinsalz, das üblicherweise als Streusalz eingesetzt wird, weist im Wasser nichtlösbare Verunreinigungen auf. Diese unlösbaren Feststoffanteile scheiden sich zumTeil im Bodenbereich des Lösungszylinders ab und können aus dem Lösungszylin¬der ausgetragen werden. Zum Ausscheiden der mit der Sole aus dem Lösungszy¬linder ausgetragenen Feststoffanteile kann in die Soleleitung ein Feststoffabschei¬der eingebunden werden, der vorzugsweise als Zyklonabscheider ausgebildet ist.Auch im Hinblick auf die Abscheidewirkung dieses Zyklonabscheiders empfiehlt essich, die Strömungsgeschwindigkeit der Sole gegenüber der Strömungsgeschwin¬digkeit der Salz-Wassermischung in der Mischungsleitung zu verringern.

Da die Förderwirkung einer Wasserstrahldüse bei einem vorgegebenen Wasser¬druck begrenzt ist, sind für höhere Förderleistungen mehrere parallel nebeneinan¬der angeordnete Paare von Wasserstrahldüsen und Venturidüsen in der Misch¬kammer vorzusehen. Diese Venturidüsen werden vorzugsweise an je einen Lö¬sungszylinder angeschlossen, wobei die Lösungszylinder über je eine Rück¬schlageinrichtung mit einer gemeinsamen Soleleitung verbunden sind, über die bei¬spielsweise ein Tankwagen befüllt werden kann.

Damit die nebeneinander angeordneten Wasserstrahldüsen nicht gesondert mitDruckwasser beaufschlagt werden müssen, kann den Wasserstrahldüsen ein ge¬meinsamer, mit Druckwasser beaufschlagbarer Verteilerkanal zugeordnet werden.

Bei der Anordnung mehrerer Wasserstrahldüsen kann im Allgemeinen nicht davonausgegangen werden, dass das in die Mischkammer dosiert eingebrachte Streusalz den einzelnen Wasserstrahldüsen gleichmäßig zugeführt wird. Um eine gleichmäßi¬ge Aufteilung des in die Mischkammer eingebrachten Streusalzes auf die einzelnenWasserstrahldüsen zu erreichen, können die die einander gegenüberliegendenWände mit den Wasserstrahldüsen und den Venturidüsen verbindenden Stirnseitender Mischkammer in Richtung der Düsenreihen ausgerichtete, mit Druckwasser be¬aufschlagbare Spüldüsen für eine Umlaufströmung innerhalb der Mischkammeraufweisen, sodass durch diese zusätzliche Umlaufströmung für eine entsprechendeSalzverteilung innerhalb der Mischkammer gesorgt wird.

Wie bereits ausgeführt wurde, kann aufgrund der dosierten Salzzufuhr in die Misch¬kammer in Abhängigkeit von der zugeführten Wassermenge der jeweils geforderteSalzanteil der Sole eingestellt werden. Um in diesem Zusammenhang einfache Re¬gelungsbedingungen zu schaffen, kann die Dosiereinrichtung zwischen dem Vor¬ratsbehälter und der Mischkammer in Abhängigkeit von der Salzkonzentration derSole in der Soleleitung gesteuert werden, sodass unabhängig von allfälligenSchwankungen der Wasserzufuhr eine gleichbleibende Salzkonzentration der Solesichergestellt werden kann.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zei¬gen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Solegewinnung ausStreusalz und Wasser in einem schematischen Blockschaltbild,

Fig. 2 die Mischkammer in einem Vertikalschnitt,

Fig. 3 die Mischkammer gemäß der Fig. 2 in einem Schnitt nach der Linie lll-lll derFig. 2 und

Fig. 4 einen Axialschnitt eines Lösungszylinders.

Wie insbesondere den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, bildet die Mischkam¬mer 1 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung das Gehäuse einer Wasserstrahlpum¬pe mit mehreren parallel nebeneinandergereihten Wasserstrahldüsen 2, die an ei¬nen gemeinsamen Verteilerkanal 3 angeschlossen sind, der über eine Druckleitung4 mit Druckwasser beaufschlagt wird. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Wasserstrahldüsen 2 über Befestigungsflansche 5 zwischen dem Verteilerkanal3 und der Mischkammer 1 festgeklemmt werden, und zwar mit Hilfe von Befesti¬gungsschrauben, die den Verteilerkanal 3 mit der Mischkammer 1 verbinden. In derden Wasserstrahldüsen 2 gegenüberliegenden Längswand der Mischkammer 1 sindkoaxial zu den Wasserstrahldüsen Venturidüsen 6 vorgesehen, die ähnlich denWasserstrahldüsen 2 über Befestigungsflansche 7 durch eine Halterung 8 an derMischkammer 1 angeklemmt gehalten werden und jeweils in Mischungsleitungen 9münden. An den die beiden Längswände der Mischkammer 1 verbindenden Stirn¬seiten 10 der Mischkammer 1 sind in Richtung der Düsenreihen ausgerichtete Spül¬düsen 11 vorgesehen, die wie die Wasserstrahldüsen 2 über den Verteilerkanal 3mit Druckwasser beaufschlagt werden können, sodass sich über die Spüldüsen 11innerhalb der Mischkammer 1 eine Umlaufströmung quer zu den Wasserstrahldü¬sen 2 erzwingen lässt.

Zur Beschickung der Mischkammer 1 mit Streusalz ist die Mischkammer 1 über eineDosiereinrichtung 12, vorzugsweise eine Zellenradschleuse, mit einem Vorratsbe¬hälter 13 für das Streusalz verbunden. Über den Antrieb 14 der Dosiereinrichtung12 kann somit die in die Mischkammer 1 eingebrachte Salzmenge an die der Misch¬kammer zugeführte Wassermenge angepasst werden. Die Wasserstrahldüsen 2wirken als Treibdüsen, sodass das Salz-Wassergemisch in der Mischkammer 1über die ausgestoßenen Wasserstrahlen der Wasserstrahldüsen 2 in die gegen¬überliegenden Venturidüsen 6 mitgenommen werden, und zwar unter einer innigenVermischung der Salzkörner mit dem Wasser. Die durch die Spüldüsen 11 bedingteUmlaufströmung sichert dabei eine ausreichend gleichmäßige Aufteilung des Streu¬salzes auf die einzelnen nebeneinandergereihten Wasserstrahldüsen.

Die auf diese Weise gewonnene Salz-Wassermischung wird über die an die Ven¬turidüsen 6 angeschlossenen Mischungsleitungen 9 je einem Lösungszylinder 15zugefördert, in dem die vollständige Lösung der Salzkörner in Wasser zur Herstel¬lung der Sole erfolgt, die über eine Soleleitung 16 abgeführt wird. Wie insbesondereder Fig. 4 entnommen werden kann, mündet die Mischungsleitung 9 tangential imunteren Endbereich des Lösungszylinders 15, sodass innerhalb des Lösungszylin- ders 15 die Salz-Wassermischung in einer Umlaufbewegung um die Zylinderachsezum Austrittsende 17 des Lösungszylinders 15 strömt, der austrittseitig über eineAnschlussleitung 18 und eine Rückschlageinrichtung 19, vorzugsweise eine Rück¬schlagklappe, mit der Soleleitung 16 verbunden ist.

Der Innenmantel des Lösungszylinders 15 ist mit einem Belag 20 aus vorzugsweisekunststoffgebundenen Hartteilchen ausgekleidet, die aufgrund der fliehkraftbeding¬ten Radialbewegung der noch nicht gelösten Salzkörner in der Umlaufströmung derSalz-Wassermischung für eine Zerkleinerung der Salzkörner sorgen. Zur Berück¬sichtigung des Umstands, dass die Salzkörner mit zunehmendem Strömungswegkleiner werden, kann der Belag 20 zulaufseitig mit gröberen Hartteilchen versehensein. Da mit einem Verschleiß des Belags 20 zu rechnen ist, ist es vorteilhaft, denBelag 20 auf einem den Innenmantel des Lösungszylinders 15 bildenden Zylinder¬einsatz 21 vorzusehen, der austauschbar im Lösungszylinder 15 gehalten wird. Er¬streckt sich der Belag 20 nicht über die gesamte axiale Länge des Lösungszylinders15, so ergibt sich gegen das Austrittsende 17 hin eine Erweiterung des Innen¬durchmessers, der mit einer Strömungsberuhigung verbunden ist, was dieSchleppwirkung der Strömung und damit die Gefahr verringert, das noch nicht ge¬löste Salzanteile aus dem Lösungszylinder 15 ausgetragen werden. Reicht diedurch den Belag 20 gegebene Erweiterung des Innendurchmessers des Lösungszy¬linders 15 hierfür nicht aus, so kann die Vergrößerung des Innendurchmessersselbstverständlich auch durch eine Vergrößerung des Außendurchmessers erreichtwerden. Die nicht mit der Umlaufströmung zum Austrittsende 17 mitgenommenenFeststoffanteile sammeln sich im Bodenbereich und können im Bedarfsfall über eineAustragsleitung 22 abgezogen werden.

Um eine von Feststoffteilchen gereinigte Sole zur Verfügung stellen zu können,kann in die Soleleitung 16 ein Feststoffabscheider 23 eingebunden werden. Die imFeststoffabscheider 23, vorzugsweise einem Zyklonabscheider, abgeschiedenenFeststoffteilchen werden gemäß der Fig. 1 fallweise über eine Austragsleitung 24abgeführt. Im Bedarfsfall kann der Feststoffabscheider 23 mit einem Entlüfter 25versehen werden.

Damit die zur Verfügung gestellte Sole eine vorgegebene Salzkonzentration auf¬weist, kann die Dosiereinrichtung 12 gemäß der Fig. 1 über einen Regler 26 ange¬steuert werden, dem die gewünschte Salzkonzentration über eine Sollwerteingabe27 vorgegeben wird. Die Ist-Konzentration wird durch eine in die Soleleitung 16 ein¬geschaltete Dichtemesseinrichtung 28 erfasst und an den Regler 26 zur Ausrege¬lung einer allfälligen Soll-Istwertdifferenz weitergeleitet. Der Antrieb 14 der Dosier¬einrichtung 12 wird dabei entsprechend angesteuert, sodass für eine konstanteSalzkonzentration der Sole gesorgt wird.

Wird die dargestellte Vorrichtung außer Betrieb gesetzt, so wird zunächst die Salz¬zuführung zur Mischkammer 1 über die Dosiereinrichtung 12 unterbrochen, sodassdie gesamte Vorrichtung mit Wasser gespült werden kann. Nach einer solchen Rei¬nigungsspülung kann das Wasser ausgelassen werden. Zu diesem Zweck ist dieMischkammer 1 mit einem sperrbaren Ablauf 29 versehen.

Claims (10)

1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Solegewinnung aus Streusalz und Wassermit einer einerseits an einen Vorratsbehälter (13) für Streusalz und anderseits aneinen Wasserzulauf angeschlossene Mischkammer (1), dadurch gekennzeichnet,dass die Mischkammer (1) über eine Dosiereinrichtung (12) an den Vorratsbehälter (13) angeschlossen ist und das Gehäuse einer Strahlpumpe mit wenigstens einerWasserstrahldüse (2) als Wasserzulauf und einer der Wasserstrahldüse (2) koaxialgegenüberliegenden, an eine Mischungsleitung (9) angeschlossenen Venturidüse (6) für den Mischungsablauf bildet und dass die Mischungsleitung (9) tangential ineinen Endabschnitt eines Lösungszylinders (15) mündet, dessen der Mischungslei¬tung (9) gegenüberliegendes Austrittsende (17) mit einer Soleleitung (16) verbun¬den ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lösungszy¬linder (15) über eine Rückschlageinrichtung (19) mit der Soleleitung (16) verbundenist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der In¬nenmantel des Lösungszylinders (15) mit einem Belag (20) aus Hartteilchen ausge¬kleidet ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag (20)aus Hartteilchen auf einem auswechselbaren Zylindereinsatz (21) vorgesehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass der Lösungszylinder (15) gegen das Austrittsende (17) hin mit einem erweiter¬ten Innendurchmesser ausgebildet ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass in die Soleleitung (16) ein Feststoffabscheider (23) eingebunden ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass die Mischkammer (1) mehrere parallel nebeneinander angeordnete Paare vonWasserstrahldüsen (2) und Venturidüsen (6) aufweist, die über je eine Mischungs¬leitung (9) mit gesonderten, über je eine Rückschlageinrichtung (19) an eine ge¬meinsame Soleleitung (16) angeschlossenen Lösungszylindern (15) verbundensind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasser¬strahldüsen (2) an einen gemeinsamen, mit Druckwasser beaufschlagbaren Vertei¬lerkanal (3) angeschlossen sind.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dendie einander gegenüberliegenden Wände mit den Wasserstrahldüsen (2) und denVenturidüsen (6) verbindenden Stirnseiten (10) der Mischkammer (1) in Richtungder Düsenreihen ausgerichtete, mit Druckwasser beaufschlagbare Spüldüsen (11)für eine Umlaufströmung innerhalb der Mischkammer (1) vorgesehen sind.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Dosiereinrichtung (12) zwischen dem Vorratsbehälter (13) und der Misch¬kammer (1) in Abhängigkeit von der Salzkonzentration der Sole in der Soleleitung (16) steuerbar ist.