DD143808A1

DD143808A1 - Unterwassermotor-kreiselpumpen zur mineraloelfoerderung aus dem grundwasser

Info

Publication number: DD143808A1
Application number: DD21291879A
Authority: DD
Inventors: Anton Roehn; Berthold Kuehn; Otto Heimann; Ursula Pieper
Original assignee: Anton Roehn; Berthold Kuehn; Otto Heimann; Ursula Pieper
Priority date: 1979-05-16
Filing date: 1979-05-16
Publication date: 1980-09-10
Also published as: DD143808B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum wasserfreien Abpumpen von gegenueber Wasser spezifisch leichteren Fluessigkeiten bei grossflaechigen Verunreinigung des Grundwassers in groesseren Tiefen. Das Ziel besteht darin, neben der Senkung der Stoeranfaelligkeit und des Aufwandes solcher Vorrichtung die Variabilitaet der technischen Parameter zu vergroessern. Die der Mineraloelfoerderung dienende Pumpe ist dem Niveau der Mineraloelschicht anpassbar. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass Grundwasserpumpe und Mineraloelpumpe Unterwassermotor-Kreiselpumpen sind. Die Grundwasserpumpe ist mit einem zusaetzlichen fluessigkeitsdichten Schutzzylinder, der mit Einlaufsieb und Leitblechen versehen ist, umgeben. Motor-und Pumpenteil der Mineraloelpumpe ist mittels eines Zwischenstueckes verbunden. Die Mineraloelpumpe umgibt ein zusaetzliches Fluessigkeitsdichtes Zulaufgehaeuse und das Zulaufrohr ist teleskopartig ausgebildet. Ueber an der Druckrohrleitung angeordnete Fuehrungsschenen ist die Hoehenverstellung der Mineraloelpumpe an das jeweilige Niveau der Mineraloelschicht anpassbar.

Description

21 2 918

Titel der Erfindung:

Unterwassermotor-Kreiselpumpen zur Mineralölförderung aus dem Grundwasser

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum wasserfreien Abpumpen von gegenüber Wasser spezifisch leichterer Flüssigkeiten bei großflächigen Verunreinigungen des Grundwassers durch insbesondere Mineralöle in größeren Mengen und aus größeren Tiefen durch Verwendung von zwei in einem Brunnen in unterschiedlicher Tiefe eingebaute, unabhängig voneinander angetriebene Pumpen, wobei die tiefer hängende Pumpe Grundwasser und die höher hängende Pumpe Mineralöl fördert·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Beim Abpumpen der bis in das Grundwasser versickerten spezifisch gegenüber Wasser leichteren Flüssigkeiten, insbesondere Mineralöl, kommt es darauf an, diese Flüssigkeiten mit einem möglichst geringen materieller und technischen Aufwand wasserfrei abzupumpen und dem Produktionsprozeß wieder zuzuführen. Entsprechend der unterschiedlichen hydrologischen Bedingungen an den einzelnen Standorten der Grundwasserverunreinigungen sind Abpumpvorrichtungen mit variablen technischen Parametern, wie z.B. Förderhöhe, Förderdruck und Fördermenge erforderlich. Die bisher bekannten technischen Vorrichtungen genügen dieser Forderung nur in unzureichendem Maße.

Bs ist eine Vorrichtung bekannt, bei der in einem Brunnen eine TJnterwassermotor-Ereiselpumpe zur Grundwasserförderung eingesetzt ist. Durch die Unterwassermotor-Kreiselpumpe wird eine mit ihr kombinierte Wasserstrahlpumpe angetrieben, die zur Mineralölförderung dient (DD-PS 121 662).

212 918

Die praktische Förderhöhe einer Wasserstrahlpumpe ist jedoch so gering, daß der Transport spezifisch leichter Flüssigkeiten aus Tiefen über 30.m technisch nicht mehr realisierbar ist. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß im abgepumpten spezifisch leichteren Medium ein Wassergehalt von etwa $0-70 % vorhanden ist, so daß ein relativ hoher technischer Aufwand zur Phasentrennung erforderlich ist. Es ist auch bekannt, statt einer Wasserstrahlpumpe eine mittels Wasserdruck zwangsgesteuerte Kolbenpumpe zu verwenden. Obwohl diese Vorrichtung gegenüber der erstgenannten einige Vorteile aufweist, ist ein großer technischer Aufwand zu deren Eealisierung erforderlich»

Die gesamte Abpumpvorrichtung besteht aus einem komplizierten System voneinander abhängiger Steuerorgane, ζ„Β. Steuerkolben, Antriebskolben, Förderkolben, Ventilklappen und kleinkalibriger Rohrleitungen, so daß unter den Bedingungen in der Praxis, z.Bo während des Winterbetriebes, keine ausreichende Betriebssicherheit gewährleistet ist.

Weiterhin ist bekannt geworden, sowohl die Grundwasserpumpe als auch die Mineralölpumpe als Baugrubentauchpumpe auszuführen. '

Eine andere bekannte Vorrichtung ist so ausgebildet, daß als Grundwasserpumpe eine Unterwassermotor-Kreiselpumpe und als Mineralölpumpe eine Zapfsäulenpumpe Verwendung finden. (Brunnenbau, Bau von Wasserwerken, Rohrleitungen, Heft 10, Oktober 1978)"

Die Verwendung von tauchbaren Schmutawasser-Kreiselpumpen beschränkt Jedoch auf Grund der aligemein üblichen Bauausführung dieser Pumpen als einstufige Pumpen sowie der besonderen Anordnung der Druckstutzen in radialer Richtung bei gegebenem Brunnendurchmesser die mögliche Förderhöhe, so daß diese Anordnung nur für die Beseitigung von Verunreinigungen aus geringen Tiefen anwendbar ist. Hinzu kommt, daß durch die notwendigen Kontrollen an den Wellendichtungen dieser speziellen Pumpen in relativ kurzen Zeitabständen die Pumpen ausgebaut und kontrolliert werden müssen, so daß ein kontinuierlicher Betrieb nicht gewährleistet ist.

Ziel der Erfindung:

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Aufwand und die

Störanfälligkeit Wasser leichter-: die sich durch von Standardbau"

Darlegung des V.' Die Erfindung £ schaffen, mit wassers in groß: gem technischer: Pumpe zur Mine:·: anpaßbar ist.

Erfindungsgeiaä; ö.ie tiefer här Grundwasserpurv Kreiselpumpen sätzlichen fli Schutzzylinde:- blechen verse, ralölpumpe mi wellendichtu r pumpe von eir; umgeben ist c aus dem QJeIe;:-:.' gebildet ist, ralölpumpe ei der Mineralöl eine Wasservc Ein weiteres Druckrohrleii achse von de;e ist und daß c Bereich der I. angeordnet s?

Ausführungsbe: Die Erfindung näher erläute Xn der zugehe·.'.:

Jrig. 1: die a.

richtu

ar Vorrichtung zum Abpumpen von gegenüber issigkeiten aus dem Grundwasser zu senken, .öle technische Parameter unter Verwendung ;i nach dem Baukastenprinzip auszeichnet.

der Erfindung:

sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zu Sflächige Verunreinigungen des Gründungen und aus größeren Tiefen mit gerin- \nd phasenrein abgepumpt werden, wobei die •rderung dem Niveau der Mineralölschicht

die Aufgabe dadurch geläst, daß sowohl rundwasserpumpe als auch die über der ordnete Mineralölpumpe Unterwassermotorobei die Grundwasserpumpe mit einem zuüsdichtem Schutzzylinder umgeben und der nem obenliegenden Einlaufsieb und Leitend daß Motor- und Pumpenteil der Minenes Zväschenstückes, in dem eine Radialten ist, verbunden sind, die Mineralölslichen flüssigkeitsdichten Zulaufgehäuse eleskopartig gestaltetes Zulaufrohr, das igsrohr, QJeleskopsaugrohr und Filterkorb idsch um die Druckrohrleitung der Mineist, SO^¹Ie eine im Unterteil des Motors ! •gesehene Druckausgleichsmembran durch schützt ist.

hen der Erfindung besteht darin, daß die Grundwasserpumpe exzentrisch zur Brunnensserpumpe in Richtung Brunnenkopf geführt ickrohrleitung zwei !"ührungsschienen im pumpe und am Zulaufgehäuse Pührungsklauen

chstehend an einem Ausführungsbeispiel

j.chnung zeigt

ehe Anordnung der erfindungsgemäßen Vor·

- 4 - .

Im Brunnen 1 sind, Motorteil 4 und Pumpenteil 6 der Grundwasser-· pumpe in einem nach oben hin offenen und mit Leitblechen 2 ausgerüstetem Schutzzylinder 3 angeordnet. Die Befestigung des Schutzzylinders 3 sowie des zugehörigen Einlaufsiebes 7 erfolgte an der Flanschverbindung 8 der Druckrohrleitung 9 der Grundwasserpumpe 4; 6. Die Strömungsrichtung des Grundwassers vom Einlaufsieb 7 bis zum Einlaufstück 5 der Grundwasserpumpe 4; 6 ist durch Pfeile dargestellt.

Oberhalb der Grundwasserpumpe 4; 6 ist die Mineralölpumpe mit Motorteil 11 und Pumpenteil 15 aufgehängt.

Unterhalb des Motorteiles 11 befindet sich eine Wasservorlage 10, bestehend aus einem mit reinem Wasser gefülltem (Tauchrohr, dessen innerer nach unten offener Rohrstutzen flüssigkeitsdiciit mit der am Motorteil 11 befindlichen Ausdehnungsmembran verbunden ist. Um den erforderlichen Druckausgleich zu ermöglichen, ist der äußere nach unten verschlossene Eohrstutzen nach oben hin offen.

Das Pumpenteil 15 der Mineralölpumpe ist in einem flüssigkeits·¹-dichten Zulaufgehäuse 14 angeordnet» Die Befestigung des Zulauf gehäuses 14 erfolgt am Zwischenstück 12, wodurch zugleich eine räumliche und fliissigkeitsdichte Trennung _ des Pumpenteiles 15 vom Motorteil 11 ermöglicht wird, insbesondere durch die Anordnung einer geeigneten Eadialwellendichtung 13. Oberhalb des Zulaufgehäuses 14 ist die Zulaufvorrichtung mit dem Teleskopführungsrohr 17, dem Teleskopsaugrohr 21, dem Führungsring 16 und dem Filterkorb 22 angeordnete Mittels der Zugstange 24 ist eine vertikale Verstellung des Teleskopsaugrohres 21 möglich. Die Bohrung des Teleskopsaugrohres 21 erfolgt entlang der Druckrohrleitung 26 der Mineralölpumpe 11; 15» wobei eine eventuelle Verdrehung durch die Führungsschiene 25 verhindert wird.

Entlang der an der Druckrohrleitung 9 der Grundwasserpumpe 4; 6 befestigten Führungsschiene 18 und der Führungsklauen 14 a am Zulaufgehäuse 14 ist eine zusätzliche Möglichkeit zur Korrektur der Einbautiefe der Mineralölpumpe 11; 15 sowie ihrer Fixierung in radialer Richtung gegeben. Alle elektrischen Kabel verlaufen in Kabelschutzrohren 27·

Während des Dauerbetriebes der Grundv/asserpumpe 4; 6 bildet sich zunächst ein sogenannter Absenkungstrichter mit dem

unteren Niveau 19, in dem sich die gegenüber '//asser spezifisch leichteren flüssigkeiten, insbesondere Mineralöl 20, bis zum oberen Hiveau 2j5 anreichern.

Die Strömungsrichtung der spezifisch leichteren Phase ist ab

Pilterkorb 22, Zulaugehäuse 14, Einlauf Öffnung des Pumpenteiles 15 bis Druckrohrleitung 26 durch Pfeile gekennzeichnet. Zur optimalen Ausnutzung des Brunnenquerschnittes und damit zur Minimierung der Kosten für die Erschließung und Verrohrung des Brunnens ist die Druckrohrleitung 9 der Grundwasserpumpe 4; 6 oberhalb der Grundwasserpumpe 4; 6 exzentrisch bis zum Brunnenkopf geführt, wodurch der zur Anordnung der Mineralölpumpe 11; 15 erforderliche freie Baum geschaffen wird«

Je nach Intensität der Grundwasserverunreinigungen und den hydrologischen Bedingungen am Einsatzort wird durch Wahl der entsprechenden Baugrößen der beiden TJnterwassermotor-Kreiseipumpen der Einsätz der erfindungsgemäßen Vorrichtung für jeden beliebigen Anwendungsfall gewährleistet.

Alle nicht gegen Mineralölprodukte beständigen Pumpen- und Motorteile sind durch besondere Anordnung im Brunnen bzw. durch Schutsvorrichtungen gegen Schadstoffeinwirkung gesichert. Der Schutz zylinder 3» in Verbindung mit Leitblechen 2 und Einlaufsieb 7 gewährleistet eine ausreichende Kühlung des Motorteiles 4 der Grundwassexpumpe.

Vor dem Absenken in den Brunnen wird der Schutzzylinder 3 mit reinem Wasser gefüllt. Dadurch wird das Eindringen der spezifisch leichteren Schadstoffe in lie Grundwasserpumpe 4; 6 und in die dazugehörende Steigrohrleitung während des Absenkens und damit beim Durchstoßen der Mineralölschicht 20 auf der Grundwasseroberfläche vermieden. Motor- 11 und Pumpenteil 15 der Minsralölpumpe sind durch ein Zwischenstück 12 räumlich voneinander getrennt. Das Zwischenstück 12 dient gleichzeitig der Befestigung eines flüssigkeitsdicht verschlossenen Saugcylinders, in dessen Hohlraum das Pumpenteil 15 der Mineralölpumpe eingesetzt ist. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Einsatz konventioneller Unterwassermotor-Ereiselpurapen zur .Förderung gegenüber Wasser spezifisch leichterer Medien aus dem Grundwasser, insbesondere Mineralöl, möglich ist., ohne daß ein nennenswerter technischer Aufwand zum Schutz des Motor-teiles 11 der Mineralölpunipe erforderlich ist.

&\ Ί 9 IB

Unterhalb des Motorteiles 11 ist an der Ausdehnungsmembran lediglich ein doppelwandiges Tauchrohr und auf der Antriebswelle des Motors eine schadstoffbeständige Gleitringdichtung vorzusehen. Das doppelwandige Tauchrohr ist vor dem Absenken der Mineralölpumpe 11; 15 ebenfalls mit reinem Wasser zu füllen.

Zum Schutz der elektrischen Kabel, die in Kabelschutzrohren geführt sind, sind die unteren Öffnungen der Kabelschutzrohre 27 flüssigkeitsdicht verschlossen. Die oberen öffnungen sind oberhalb des höchsten Flüssigkeitsniveaus angeordnet. Damit wird ein ausreichender Explosions- und Brandschutz innerhalb des Brunnens gewährleistet. . '' Um eine Entleerung der Druckrohrleitung 26 während der Stillstandszeiten bzwo diskontinuierlichem Betrieb der Mineralölpumpe 11; 15 zu verhindern, ist die Mineralölpumpe 11; 15 mit einem schadstoffbeständigen Eückschlagventil ausgerüstet»

Claims

Erfindungsanspruch:

Vorrichtung zum wasserfreien Abpumpen von gegenüber Wasser spezifisch leichterer Flüssigkeiten bei großflächigen Verunreinigungen des Grundwassers durch insbesondere Mineralöle in größeren Mengen und aus größeren Tiefen durch Verwendung "von zwei in einem Brunnen in unterschiedlicher Tiefe eingebaute, unabhängig voneinander angetriebene Pumpen, wobei die tiefer hängende Pumpe Grundwasser und die höher hängende Pumpe Mineralöl fördert, gekennzeichnet dadurch, daß sowohl die tiefer hängende Grundwasserpumpe (4; 6) als auch die über der Grundwasserpumpe (4·; 6) angeordnete Mineralölpumpe (11; 15) Unterwassermotor-Kreiselpumpen sind, wobei die Grundwasserpumpe (4·; 6) mit einem zusätzlichen flüssigkeitsdichten Schutzzylinder (3) umgeben und der Schutzzylinder (3) mit einem obenliegenden Einlaufsieb (7) und Leitblechen (2) versehen ist und daß Motor- und Pumpenteil der Mineralölpumpe (11; 15) mittels eines Zwischenstückes (12), in dem eine Radialweliendichtung (13) enthalten ist, verbunden sind, die Mineralölpumpe (11; 15) von einem zusätzlichen flüssigkeitsdichten Zulaufgehäuse (14) umgeben ist und ein teleskopartig gestaltetes Zulaufrohr, das aus dem Teleskopführungsrohr (17)» Teleskopsaugrohr (21) und Filterkorb (22) gebildet ist, konzentrisch um die Druckrohrleitung (26) der Mineralölpumpe (11; 15) angeordnet ist, sowie eine im Unterteil des Motors (11) vorgesehene Druckausgleichsmembran durch eine Wasservorlage (10) geschützt ist·

Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Druckrohrleitung (9) der Grundwasserpunpe (4: 6) exzentrisch zur Brunnenachse von der Grundwasserpumpe (4; 6) in !Richtung Brunnenkopf geführt ist.

3» Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß an der Druckrohrleitung (9) zwei Führungsschienen im Bereich der Mineralölpumpe (11; 15) und am Zulaufgehäuse (14) Führungsklauen (14 a) angeordnet sind.

Hierzu /j Seite Zeichnung