AT515947B1 - 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

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Solegewinnung ausStreusalz und Wasser mit einer einerseits an einen Vorratsbehälter für Streusalz und anderseitsan einen Wasserzulauf angeschlossene Mischkammer.

[0002] Um Sole aus Streusalz und Wasser für den Winterdienst zur Verfügung zu stellen, ist esüblich (DE 20 2012 000 268 U1), oberhalb eines Solebehälters einen Lösungsbehälter vorzu¬sehen, in dem das chargenweise eingebrachte Streusalz mit Hilfe von eingespültem Wassergelöst wird, um die entstehende, gesättigte Sole über einen Überlauf in den Solebehälter zuleiten. Die benötigte Sole kann dann aus dem Solebehälter abgezogen werden, wobei dasjeweils benötigte Verhältnis zwischen Wasser und Salz durch ein Zumischen von Wasser ein¬gestellt werden kann. Nachteilig bei solchen Vorrichtungen zur Solegewinnung ist vor allem dasfür die benötigten Solemengen erforderliche Speichervolumen für die Sole und die Notwendig¬keit, die Salzkonzentration erst nachträglich durch das Zumischen von Wasser einstellen zumüssen.

[0003] Zur kontinuierlichen Solegewinnung ist es bereits bekannt (US 3 385 674 A), eine aneinen Vorratsbehälter für rieselfähiges Steinsalz angeschlossene Mischkammer vorzusehen, indie ein mit Durchtrittsöffnungen versehenes Verteilerrohr für das Lösungswasser ragt. DieMischkammer bildet einen Einsatz in einem Gehäuse, zwischen dem und der Mischkammer einRingspalt freibleibt, aus dem die Sole kontinuierlich abgezogen werden kann. Der Salzstock inder Mischkammer, der durch nachrieselndes Salz aus dem Vorratsbehälter laufend ergänztwird, wird über das Verteilerrohr gleichmäßig mit Lösungswasser beaufschlagt, wobei die gebil¬dete Sole im Ringspalt zwischen der Mischkammer und dem Gehäuse aufsteigt und aus demGehäuse kontinuierlich ablaufen kann. Da durch den Ringspalt zwischen der Mischkammer unddem Gehäuse die Austragung von noch nicht gelösten Salzkörnern und anderen Feststoffenverhindert werden soll, muss die Strömungsgeschwindigkeit der Sole durch den Ringspaltbegrenzt sein, was solche Vorrichtungen für hohe Soleraten ungeeignet macht.

[0004] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierlichenSolegewinnung aus Streusalz und Wasser so auszugestalten, dass die für einen Wintereinsatzjeweils erforderlichen vergleichsweise großen Solemengen in kurzer Zeit zur Verfügung gestelltwerden können, und zwar mit dem jeweils geforderten Salzgehalt.

[0005] Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung diegestellte Aufgabe dadurch, dass die Mischkammer über eine Dosiereinrichtung an den Vorrats¬behälter angeschlossen ist und das Gehäuse einer Strahlpumpe mit wenigstens einer Wasser¬strahldüse als Wasserzulauf und einer der Wasserstrahldüse koaxial gegenüberliegenden, aneine Mischungsleitung angeschlossenen Venturidüse für den Mischungsablauf bildet und dassdie Mischungsleitung tangential in einen Endabschnitt eines Lösungszylinders mündet, dessender Mischungsleitung gegenüberliegendes Austrittsende mit einer Soleleitung verbunden ist.

[0006] Durch die Ausbildung der Mischkammer als Gehäuse einer Strahlpumpe mit wenigstenseiner Wasserstrahldüse auf der einen und einer Venturidüse auf der gegenüberliegenden Ge¬häuseseite wird durch die Wasserstrahldüse als Treibdüse das dosiert in die Mischkammergeförderte Salz durch den Wasserstrahl der Wasserstrahldüse angesaugt und in die Venturi¬düse mitgenommen, wobei sich aufgrund der Druck- bzw. Strömungsbedingungen eine innigeVermischung der Salzkörner mit dem Wasser ergibt. Da das Salz dosiert der Mischkammerzugeführt wird, kann durch die Abstimmung der zugeführten Salzrate auf die Zuführrate desWassers der jeweils geforderte Salzanteil der herzustellenden Sole eingestellt werden.

[0007] Die Mischung aus Salz und Wasser wird über eine Mischungsleitung einem Lösungszy¬linder zugeführt, in dem das Salz vollständig im Wasser gelöst wird. Zu diesem Zweck wird dieSalz-Wassermischung am unteren Ende tangential in den Lösungszylinder eingeleitet, sodassdas die Salz-Wassermischung innerhalb des Lösungszylinders einer Umlaufbewegung um dieZylinderachse mit der Wirkung unterworfen wird, dass bei einer beschränkten Länge des Lö¬ sungszylinders die Verweilzeit der Salzkörner im Lösungszylinder zur vollständigen Lösung desSalzes ausreicht und eine entsprechende Sole am der Mischungsleitung gegenüberliegendenAustrittsende des Lösungszylinders zur Verfügung steht. Durch den Einsatz einer Wasser¬strahlpumpe wird nicht nur eine für die Solegewinnung vorteilhafte Salz-Wassermischung ge¬wonnen, sondern auch für eine einfache Förderung der Salzwassermischung gesorgt, wenn dieWasserstrahldüse mit einem entsprechenden Druck von beispielsweise 5 bis 8 bar beaufschlagtwird.

[0008] Um zu verhindern, dass der Lösungszylinder beim Ausschalten der Wasserzufuhr überdie Mischungsleitung ausläuft, kann der Lösungszylinder über eine Rückschlageinrichtung mitder Soleleitung verbunden werden. Diese Rückschlageinrichtung verhindert auch dass nacheiner Reinigung der Vorrichtung mit Wasser Sole aus der Soleleitung in die Vorrichtung rück¬fließt.

[0009] Durch die Umlaufbewegung der in den Lösungszylinder geförderten Salz-Wassermischung werden die Salzkörner fliehkraftbedingt gegen die Innenwandung des Lö¬sungszylinders gedrückt und dabei mechanisch belastet. Dies kann in vorteilhafter Weise füreine zusätzliche Zerkleinerung der noch nicht gelösten Salzkörner genützt werden, wenn derInnenmantel des Lösungszylinders mit einem Belag aus Hartteilchen ausgekleidet wird. DieseHartteilchen bedingen eine Zerkleinerung der Salzkörner und damit eine Oberflächenvergröße¬rung, wodurch die Lösung der Salzkörner im Wasser beschleunigt wird. Da mit zunehmendemStrömungsweg die Salzkörner kleiner werden, kann diesem Umstand durch eine Verringerungder Korngröße der Hartteilchen in Richtung der Zylinderachse Rechnung getragen werden. Einsolcher Reibbelag aus gebundenen Hartteilchen ist einem Verschleiß ausgesetzt, sodass unterUmständen eine Erneuerung des Reibbelags erforderlich wird. Zu diesem Zweck kann derBelag aus Hartteilchen auf einem auswechselbaren Zylindereinsatz vorgesehen werden.

[0010] Um die Fliehkraftwirkung auf die Salz-Wassermischung gut nützen zu können, ist füreine entsprechende Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Lösungszylinders zu sorgen, dievorteilhaft größer als die Austrittsgeschwindigkeit aus dem Lösungszylinder ist, weil im Bereichdes Austrittsendes des Lösungszylinders die Schleppwirkung der Strömung klein gehaltenwerden soll, damit allenfalls noch nicht gelöste Salzanteile im Lösungszylinder verbleiben. Esempfiehlt sich daher, den Lösungszylinder gegen das Austrittsende hin mit einem erweitertenInnendurchmesser auszubilden.

[0011] Steinsalz, das üblicherweise als Streusalz eingesetzt wird, weist im Wasser nicht lösbareVerunreinigungen auf. Diese unlösbaren Feststoffanteile scheiden sich zum Teil im Bodenbe¬reich des Lösungszylinders ab und können aus dem Lösungszylinder ausgetragen werden.Zum Ausscheiden der mit der Sole aus dem Lösungszylinder ausgetragenen Feststoffanteilekann in die Soleleitung ein Feststoffabscheider eingebunden werden, der vorzugsweise alsZyklonabscheider ausgebildet ist. Auch im Hinblick auf die Abscheidewirkung dieses Zyklonab¬scheiders empfiehlt es sich, die Strömungsgeschwindigkeit der Sole gegenüber der Strö¬mungsgeschwindigkeit der Salz-Wassermischung in der Mischungsleitung zu verringern.

[0012] Da die Förderwirkung einer Wasserstrahldüse bei einem vorgegebenen Wasserdruckbegrenzt ist, sind für höhere Förderleistungen mehrere parallel nebeneinander angeordnetePaare von Wasserstrahldüsen und Venturidüsen in der Mischkammer vorzusehen. Diese Ven-turidüsen werden vorzugsweise an je einen Lösungszylinder angeschlossen, wobei die Lö¬sungszylinder über je eine Rückschlageinrichtung mit einer gemeinsamen Soleleitung verbun¬den sind, über die beispielsweise ein Tankwagen befüllt werden kann.

[0013] Damit die nebeneinander angeordneten Wasserstrahldüsen nicht gesondert mit Druck¬wasser beaufschlagt werden müssen, kann den Wasserstrahldüsen ein gemeinsamer, mitDruckwasser beaufschlagbarer Verteilerkanal zugeordnet werden.

[0014] Bei der Anordnung mehrerer Wasserstrahldüsen kann im Allgemeinen nicht davonausgegangen werden, dass das in die Mischkammer dosiert eingebrachte Streusalz den ein¬zelnen Wasserstrahldüsen gleichmäßig zugeführt wird. Um eine gleichmäßige Aufteilung des in die Mischkammer eingebrachten Streusalzes auf die einzelnen Wasserstrahldüsen zu errei¬chen, können die die einander gegenüberliegenden Wände mit den Wasserstrahldüsen undden Venturidüsen verbindenden Stirnseiten der Mischkammer in Richtung der Düsenreihenausgerichtete, mit Druckwasser beaufschlagbare Spüldüsen für eine Umlaufströmung innerhalbder Mischkammer aufweisen, sodass durch diese zusätzliche Umlaufströmung für eine entspre¬chende Salzverteilung innerhalb der Mischkammer gesorgt wird.

[0015] Wie bereits ausgeführt wurde, kann aufgrund der dosierten Salzzufuhr in die Misch¬kammer in Abhängigkeit von der zugeführten Wassermenge der jeweils geforderte Salzanteilder Sole eingestellt werden. Um in diesem Zusammenhang einfache Regelungsbedingungen zuschaffen, kann die Dosiereinrichtung zwischen dem Vorratsbehälter und der Mischkammer inAbhängigkeit von der Salzkonzentration der Sole in der Soleleitung gesteuert werden, sodassunabhängig von allfälligen Schwankungen der Wasserzufuhr eine gleichbleibende Salzkonzent¬ration der Sole sichergestellt werden kann.

[0016] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0017] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Solegewinnung aus

Streusalz und Wasser in einem schematischen Blockschaltbild, [0018] Fig. 2 die Mischkammer in einem Vertikalschnitt, [0019] Fig. 3 die Mischkammer gemäß der Fig. 2 in einem Schnitt nach der Linie lll-lll der

Fig. 2 und [0020] Fig. 4 einen Axialschnitt eines Lösungszylinders.

[0021] Wie insbesondere den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, bildet die Mischkammer 1einer erfindungsgemäßen Vorrichtung das Gehäuse einer Wasserstrahlpumpe mit mehrerenparallel nebeneinandergereihten Wasserstrahldüsen 2, die an einen gemeinsamen Verteilerka¬nal 3 angeschlossen sind, der über eine Druckleitung 4 mit Druckwasser beaufschlagt wird. DieAnordnung ist dabei so getroffen, dass die Wasserstrahldüsen 2 über Befestigungsflansche 5zwischen dem Verteilerkanal 3 und der Mischkammer 1 festgeklemmt werden, und zwar mitHilfe von Befestigungsschrauben, die den Verteilerkanal 3 mit der Mischkammer 1 verbinden. Inder den Wasserstrahldüsen 2 gegenüberliegenden Längswand der Mischkammer 1 sind koaxialzu den Wasserstrahldüsen Venturidüsen 6 vorgesehen, die ähnlich den Wasserstrahldüsen 2über Befestigungsflansche 7 durch eine Halterung 8 an der Mischkammer 1 angeklemmt gehal¬ten werden und jeweils in Mischungsleitungen 9 münden. An den die beiden Längswände derMischkammer 1 verbindenden Stirnseiten 10 der Mischkammer 1 sind in Richtung der Düsen¬reihen ausgerichtete Spüldüsen 11 vorgesehen, die wie die Wasserstrahldüsen 2 über denVerteilerkanal 3 mit Druckwasser beaufschlagt werden können, sodass sich über die Spüldüsen11 innerhalb der Mischkammer 1 eine Umlaufströmung quer zu den Wasserstrahldüsen 2 er¬zwingen lässt.

[0022] Zur Beschickung der Mischkammer 1 mit Streusalz ist die Mischkammer 1 über eineDosiereinrichtung 12, vorzugsweise eine Zellenradschleuse, mit einem Vorratsbehälter 13 fürdas Streusalz verbunden. Über den Antrieb 14 der Dosiereinrichtung 12 kann somit die in dieMischkammer 1 eingebrachte Salzmenge an die der Mischkammer zugeführte Wassermengeangepasst werden. Die Wasserstrahldüsen 2 wirken als Treibdüsen, sodass das Salz-Wassergemisch in der Mischkammer 1 über die ausgestoßenen Wasserstrahlen der Wasser¬strahldüsen 2 in die gegenüberliegenden Venturidüsen 6 mitgenommen werden, und zwar untereiner innigen Vermischung der Salzkörner mit dem Wasser. Die durch die Spüldüsen 11 be¬dingte Umlaufströmung sichert dabei eine ausreichend gleichmäßige Aufteilung des Streusal¬zes auf die einzelnen nebeneinandergereihten Wasserstrahldüsen.

[0023] Die auf diese Weise gewonnene Salz-Wassermischung wird über die an die Venturidü¬sen 6 angeschlossenen Mischungsleitungen 9 je einem Lösungszylinder 15 zugefördert, in demdie vollständige Lösung der Salzkörner in Wasser zur Herstellung der Sole erfolgt, die über eineSoleleitung 16 abgeführt wird. Wie insbesondere der Fig. 4 entnommen werden kann, mündet die Mischungsleitung 9 tangential im unteren Endbereich des Lösungszylinders 15, sodassinnerhalb des Lösungszylinders 15 die Salz-Wassermischung in einer Umlaufbewegung um dieZylinderachse zum Austrittsende 17 des Lösungszylinders 15 strömt, der austrittseitig über eineAnschlussleitung 18 und eine Rückschlageinrichtung 19, vorzugsweise eine Rückschlagklappe,mit der Soleleitung 16 verbunden ist.

[0024] Der Innenmantel des Lösungszylinders 15 ist mit einem Belag 20 aus vorzugsweisekunststoffgebundenen Hartteilchen ausgekleidet, die aufgrund der fliehkraftbedingten Radial¬bewegung der noch nicht gelösten Salzkörner in der Umlaufströmung der Salz-Wassermischung für eine Zerkleinerung der Salzkörner sorgen. Zur Berücksichtigung des Um¬stands, dass die Salzkörner mit zunehmendem Strömungsweg kleiner werden, kann der Belag20 zulaufseitig mit gröberen Hartteilchen versehen sein. Da mit einem Verschleiß des Belags 20zu rechnen ist, ist es vorteilhaft, den Belag 20 auf einem den Innenmantel des Lösungszylinders15 bildenden Zylindereinsatz 21 vorzusehen, der austauschbar im Lösungszylinder 15 gehaltenwird. Erstreckt sich der Belag 20 nicht über die gesamte axiale Länge des Lösungszylinders 15,so ergibt sich gegen das Austrittsende 17 hin eine Erweiterung des Innendurchmessers, der miteiner Strömungsberuhigung verbunden ist, was die Schleppwirkung der Strömung und damitdie Gefahr verringert, das noch nicht gelöste Salzanteile aus dem Lösungszylinder 15 ausge¬tragen werden. Reicht die durch den Belag 20 gegebene Erweiterung des Innendurchmessersdes Lösungszylinders 15 hierfür nicht aus, so kann die Vergrößerung des Innendurchmessersselbstverständlich auch durch eine Vergrößerung des Außendurchmessers erreicht werden. Dienicht mit der Umlaufströmung zum Austrittsende 17 mitgenommenen Feststoffanteile sammelnsich im Bodenbereich und können im Bedarfsfall über eine Austragsleitung 22 abgezogen wer¬den.

[0025] Um eine von Feststoffteilchen gereinigte Sole zur Verfügung stellen zu können, kann indie Soleleitung 16 ein Feststoffabscheider 23 eingebunden werden. Die im Feststoffabscheider23, vorzugsweise einem Zyklonabscheider, abgeschiedenen Feststoffteilchen werden gemäßder Fig. 1 fallweise über eine Austragsleitung 24 abgeführt. Im Bedarfsfall kann der Feststoffab¬scheider 23 mit einem Entlüfter 25 versehen werden.

[0026] Damit die zur Verfügung gestellte Sole eine vorgegebene Salzkonzentration aufweist,kann die Dosiereinrichtung 12 gemäß der Fig. 1 über einen Regler 26 angesteuert werden, demdie gewünschte Salzkonzentration über eine Sollwerteingabe 27 vorgegeben wird. Die Ist-Konzentration wird durch eine in die Soleleitung 16 eingeschaltete Dichtemesseinrichtung 28erfasst und an den Regler 26 zur Ausregelung einer allfälligen Soll-Istwertdifferenz weitergelei¬tet. Der Antrieb 14 der Dosiereinrichtung 12 wird dabei entsprechend angesteuert, sodass füreine konstante Salzkonzentration der Sole gesorgt wird.

[0027] Wird die dargestellte Vorrichtung außer Betrieb gesetzt, so wird zunächst die Salzzufüh¬rung zur Mischkammer 1 über die Dosiereinrichtung 12 unterbrochen, sodass die gesamteVorrichtung mit Wasser gespült werden kann. Nach einer solchen Reinigungsspülung kann dasWasser ausgelassen werden. Zu diesem Zweck ist die Mischkammer 1 mit einem sperrbarenAblauf 29 versehen.

Claims (10)

1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Solegewinnung aus Streusalz und Wasser mit einer einer¬seits an einen Vorratsbehälter (13) für Streusalz und anderseits an einen Wasserzulaufangeschlossene Mischkammer (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (1)über eine Dosiereinrichtung (12) an den Vorratsbehälter (13) angeschlossen ist und dasGehäuse einer Strahlpumpe mit wenigstens einer Wasserstrahldüse (2) als Wasserzulaufund einer der Wasserstrahldüse (2) koaxial gegenüberliegenden, an eine Mischungsleitung(9) angeschlossenen Venturidüse (6) für den Mischungsablauf bildet und dass die Mi¬schungsleitung (9) tangential in einen Endabschnitt eines Lösungszylinders (15) mündet,dessen der Mischungsleitung (9) gegenüberliegendes Austrittsende (17) mit einer Solelei¬tung (16) verbunden ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lösungszylinder (15)über eine Rückschlageinrichtung (19) mit der Soleleitung (16) verbunden ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel desLösungszylinders (15) mit einem Belag (20) aus Hartteilchen ausgekleidet ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag (20) aus Hartteil¬chen auf einem auswechselbaren Zylindereinsatz (21) vorgesehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lö¬sungszylinder (15) gegen das Austrittsende (17) hin mit einem erweiterten Innendurchmes¬ser ausgebildet ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dieSoleleitung (16) ein Feststoffabscheider (23) eingebunden ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieMischkammer (1) mehrere parallel nebeneinander angeordnete Paare von Wasserstrahl¬düsen (2) und Venturidüsen (6) aufweist, die über je eine Mischungsleitung (9) mit geson¬derten, über je eine Rückschlageinrichtung (19) an eine gemeinsame Soleleitung (16) an¬geschlossenen Lösungszylindern (15) verbunden sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahldüsen (2)an einen gemeinsamen, mit Druckwasser beaufschlagbaren Verteilerkanal (3) angeschlos¬sen sind.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf den die einandergegenüberliegenden Wände mit den Wasserstrahldüsen (2) und den Venturidüsen (6) ver¬bindenden Stirnseiten (10) der Mischkammer (1) in Richtung der Düsenreihen ausgerichte¬te, mit Druckwasser beaufschlagbare Spüldüsen (11) für eine Umlaufströmung innerhalbder Mischkammer (1) vorgesehen sind.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosie¬reinrichtung (12) zwischen dem Vorratsbehälter (13) und der Mischkammer (1) in Abhän¬gigkeit von der Salzkonzentration der Sole in der Soleleitung (16) steuerbar ist. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen