DE1453576B

DE1453576B - Pumpvorrichtung

Info

Publication number: DE1453576B
Authority: DE
Inventors: Tito Mailand Borelh (Italien) Fl5b 11 02
Original assignee: Montecatini Societa Generale per llndustna Minerana e Chimica, Mai land (Italien)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pumpen stark korrodierend wirkender und/oder feinverteilte Festkörper enthaltender Flüssigkeiten, bei welcher eine Kolbenpumpe, ein in einer Rohrleitung geführter Flüssigkeitskolben sowie eine Trennkörper-Gehäuseanordnung in Reihe angeordnet sind, der Trennkörper mit der stark korrodierend wirkenden Flüssigkeit zur Übertragung der Pumpwirkung in Berührung steht und eine Leitung von einer Hilfspumpe in die Rohrleitung des Flüssigkeitskolbens für die Zufuhr von Pumpflüssigkeit mündet.

Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung besteht der Trennkörper aus einem Kolben, der dichtend in einem Zylinder hin- und herbewegt wird, wobei durch seine am Umfang sitzenden Dichtungen die korrodierende Flüssigkeit von der nicht korrodierend wirkenden Pumpflüssigkeit des Flüssigkeitskolbens getrennt ist (USA.-Patentschrift 2 497 300).

Obwohl an diesen Dichtungen beim Pumpen mit hohem Druck nur ein geringer Druckunterschied anliegt, ist es schwierig, die Abnutzung der Dichtungen festzustellen. Außerdem müssen komplizierte Einrichtungen zum Nachstellen der Dichtungen vorgesehen werden. Bei Verwendung von feinverteilte Festkörper enthaltenden Flüssigkeiten und Kristalle ausscheidenden Flüssigkeiten führen diese Teilchen zu einem übermäßig hohen Verschleiß der Kolbendichtungen, so daß ein oftmaliges Auswechseln der Dichtungen erforderlich ist und die Innenwand des Zylinders Verschleißerscheinungen zeigt. Bei Anordnung mehrerer Dichtungspackungen hintereinander am Kolben erhöht sich die Reibung, so daß für die Bewegung des Kolbens ein höherer Druckunterschied erforderlich wird, der wiederum nachteilig auf die Dichtungen wirkt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Trennkörper sich im Gehäuse nahezu reibungslos und leicht bewegen kann.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Trennkörper im Gehäuse ohne Dichtungen mit geringem Spiel zwischen zwei den Hub begrenzenden, jeweils einen Strömungskanal frei lassenden Anschlägen geführt ist und seine Dichte der Dichte der zu pumpenden Flüssigkeit möglichst nahekommt.

Entgegen der von den Fachleuten immer gestellten Forderung, Pumpflüssigkeit und zu pumpende stark korrodierend wirkende Flüssigkeit getrennt zu halten, hat man bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugelassen, daß sich die beiden Flüssigkeiten vermischen. Dabei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß diese Mischzone im Flüssigkeitskolben ein sehr starkes Konzentrationsgefälle hat, so daß in kurzem Abstand hinter der Trennkörper-Gehäuseanordnung das Vorhandensein von zu pumpender, korrodierend wirkender Flüssigkeit bzw. von verteilten Festkörpern nicht mehr feststellbar ist.

Das hat den Vorteil, daß weder die Trennkörperaußenwand noch die Innenwand des Gehäuses Verschleißerscheinungen nach sehr langer Betriebsdauer zeigen, der Druckunterschied zwischen den Trennkörperstirnseiten nahezu null ist und nur ein geringer Teil der Rohrleitung für den Flüssigkeitskolben aus einem Material hergestellt werden muß, das im hohen Maße korrosionsfest ist. Das Material der übrigen Rohrleitung sowie der Kolbenpumpe kann den Korrosionsbeanspruchungen durch die Pumpflüssigkeit, beispielsweise Wasser oder ,öl, angepaßt werden.

Zweckmäßigerweise baut man die Rohrleitung für den Flüssigkeitskolben so lang, daß jede Möglichkeit ausgeschlossen ist, daß korrodierende Flüssigkeit mit dem gegenüber dieser Flüssigkeit nicht mehr korrosionsbeständigen Material der übrigen Anordnung in Berührung kommt.

ίο Durch die Zuführung von Pumpflüssigkeit in die Rohrleitung des Flüssigkeitskolbens wird der Konzentrationsgradient immer sehr nahe an der Trennkörper-Gehäuseanordnung gehalten und ein Stopfbüchsenverlust an der Kolbenpumpe ausgeglichen. Die Menge an zugesetzter Pumpflüssigkeit liegt bei etwa l°/o der Fördermenge der Kolbenpumpe. Die Hilfspumpe kann mit der Kolbenpumpe synchronisiert sein, wodurch die Pumpflüssigkeitszufuhr mit der Trennkörperbewegung in Phase gehalten ist.

Der Spielraum zwischen Trennkörper und Gehäuse wird sehr klein gehalten und liegt im allgemeinen in der Größenordnung von V10 ^mm-

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders für das Pumpen von bei der Harnstoffsynthese nicht umgesetzter Ammoniumcarbamatlösung, welche bekanntermaßen Ammoniak und Kohlendioxyd enthält. Als Pumpflüssigkeit des Flüssigkeitskolbens ist in diesem Falle Wasser besonders geeignet. Die Pumpvorrichtung hat auch beim Pumpen von Kupfer-Ammoniak-Lösungen, verdünnter Ameisensäure und Lösungen mit feinen Feststoffkörpern zufriedenstellend gearbeitet.

An Hand der Zeichnung, in der eine beispielsweise Ausführungsform schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert.

Eine aus normalem Kohlenstoffstahl gefertigte Kolbenpumpe 1 ist über eine Rohrleitung 2, die erforderlichenfalls sehr lang sein kann, mit einem Gehäuse 4 verbunden, das wiederum mit einem die Saug- und Druckventile der Pumpe enthaltenden Gehäuse 3 verbunden ist. Die beiden Gehäuse 3 und 4 sowie ihre Verbindungsleitung bestehen aus gegenüber chemischer Korrosion hochresistentem Material.

In die Rohrleitung 2 mit der Pumpflüssigkeit, im Ausführungsbeispiel H₂O, mündet eine von einer Hilfspumpe 5 kommende Rohrleitung, die mit dem Hauptpumpenantrieb gekuppelt ist, so daß der Rohrleitung 2 periodisch Wasser zugeführt wird.
In dem Gehäuse 4 ist mit geringem Spiel zur Innenwand ein Trennkörper 6 angeordnet, dessen obere und untere Grenze durch Anschläge 7 im Gehäuse 4 festgelegt ist. Die Anschläge 7 haben jeweils einen Durchlaß, so daß das Durchströmen von Flüssigkeit nicht behindert wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung überträgt die Hin- und Herbewegung der Kolbenpumpe 1 auf den Flüssigkeitskolben in der Rohrleitung 2, der wiederum den Trennkörper 6 im Gehäuse 4 zwischen den Anschlägen 7 hin- und herbewegt, so daß die über dem Trennkörper 6 stehende Säule aus korrodierender Flüssigkeit den Pumpvorgang im Gehäuse 3 hervorruft. Synchron zur Bewegung der Kolbenpumpe 1 wird in die Rohrleitung 2 über die Hilfspumpe 5 Wasser zugeführt, wodurch die Stopfbuchsenverluste an der Kolbenpumpe 1 ausgeglichen werden und der Konzentrationsabfall auf null von in dem schmalen Spielraum zwischen dem sehr leichten Trennkörper 6 und der Wand des Gehäuses 4 hindurchgetretener

korrodierend wirkender Flüssigkeit in der Nähe des Gehäuses 4 gehalten wird.

Obwohl der Form des Trennkörpers in der Zeichnung zylindrisch dargestellt ist, können andere geeignete Formen verwendet werden, wobei lediglich dafür zu sorgen ist, daß das geringe Spiel eingehalten wird und der Trennkörper leicht ist, so daß seine Dichte möglichst der der zu pumpenden Flüssigkeit entspricht.

Die Erfindung soll an Hand eines Beispiels näher erläutert werden:

Beispiel

Mit einer mit 72 Upm angetriebenen Kolbenpumpe mit einem Hub von 220 mm und einem Durchmesser von 95 mm, die bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen ist, werden 18 m³/h Ammoniumcarbamatlösung mit 45°/₀ Ammoniak, 33°/o Kohlendioxyd und 22% Wasser bei einer Temperatur von 90° C und einem Druck von 18 atm über den Flüssig- ao keitskolben und den Trennkörper angesaugt und mit einem Druck von 200 atm einem Harnstoffsyntheseautoklaven zugeführt. Die Pumpe und die Rohrleitung, welche einen Durchmesser von 30 mm aufweist, sind aus handelsüblichem Stahl gefertigt. Das Ventilgehäuse 3 aus AISI-316-Stahl befindet sich in 25 m Entfernung von der Pumpe unmittelbar unter den Syntheseapparaten. Zwischen dem Ende der Rohrleitung 2 und dem Ventilgehäuse 3 ist ein weiteres Gehäuse mit 500 mm Länge und einem Durchmesser von 70 mm vorgesehen, in dem ein Trennkörper aus Kunststoff mit einem Spiel von V10 ^mm i*¹ Durchmesserrichtung angeordnet ist.

Bei einem Wasserzusatz von insgesamt 200 l/h über die Hilfspumpe 5 beträgt der Ammoniakgehalt in der Rohrleitung unmittelbar nach dem Trennkörper g/l und ist in 1 m Abstand praktisch nicht mehr meßbar. Eine Korrodierung der Rohrleitung und der Kolbenpumpe kann nicht festgestellt werden.

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Pumpen stark korrodierend wirkender und/oder feinverteilte Festkörper enthaltender Flüssigkeiten, bei welcher eine Kolbenpumpe, ein in einer Rohrleitung geführter Flüssigkeitskolben sowie eine Trennkörper-Gehäuseanordnung in Reihe angeordnet sind, der Trennkörper mit der stark korrodierend wirkenden Flüssigkeit zur Übertragung der Pumpwirkung in Berührung steht und eine Leitung von einer Hilfspumpe in die Rohrleitung des Flüssigkeitskolbens für die Zufuhr von Pumpflüssigkeit mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennkörper (6) im Gehäuse (4) ohne Dichtungen mit geringem Spiel zwischen zwei den Hub begrenzenden, jeweils einen Strömungskanal frei lassenden Anschlägen (7) geführt ist und seine Dichte der Dichte der zu pumpenden Flüssigkeit möglichst nahekommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen