DE1571221C - Verfahren und Vorrichtung zum Fordern von Sprengol mittels Injektor - Google Patents

Description

a)

Es ist bekannt, flüssige Salpetersäureester, im folgenden mit »Spiengör« ftezei^^
jektors in Transportleitungen zu fördern. Das durch den druckwasserbetriebenen Injektor über einen Saugstutzen bzw. ein Saugrohr/aus, einem Laserbehälter od. dgl. angesaugte Sprengöl wird dabei hinter der Treibdüse des Injektors mit dem Treibwasser emulgiert und dann im weiteren in Emulsionsform durch die Rohrleitung hindurch zur Verbraucherstelle od. dgl. weitergeleitet, wo die Emulsion dann in einem Scheider wieder in Sprengöl und Wasser getrennt wird.

Bekanntlich läßt sich emulsionsförmiges Sprengöl verhältnismäßig gefahrlos durch Leitungen hindurch weiterleiten. Da der Injektor aus dem Lägerbehälter ■Ss ^'■'

Anordnung des Injektors oberhalb des Sprengöls. \r\;i:.;:\-' :■ ;:·:,„"■.·'-Z .-:'.'. .^::y

Durch den Treibwasserstrom im Injektor ent-¹ steht im Saugrohr ein Vakuum, welches das An- - saugen -des -Sprengöls-bewirkt,-Zur- Steuerung ist im Saugrohr ein Ventil erforderlich. Beim

der in Verbindung mit eventuell vorhandenen Luftbläschen und/oder in Verbindung mit einem Hohlsog zu einer akuten Gefahr werden kann. Zwar läßt sich durch Einbau einer Bypaß-Leitung eine wesentliche Abschwächung des, Sprengölschlags erreichen; davon abgesehen, daß die Bypaß-Leitung unter Umständen ein zusätzliches Ventil erforderlich macht, sind dadurch die mit Ventilen und Steuerorganen verbundenen Gefahren jedoch keineswegs beseitigt. Dazu besteht bei dieser Anordnung insbesondere auch die Gefahr eines Leersaugens des Sprengölbehälters und in der Folge davon das

■ erwähnte nachteilige Ansaugen von Luft. Schließlich birgt auch, jede Undichtigkeit des Injektors bei dieser Anordnung die Gefahr des Luft-

ansaugens in sich.

b) Anordnung des Injektors in Höhe des Sprengöls oder darunter.

Bei dieser Anordnung sind im . Stillstand der Anlage der Injektor sowie die Anschluß-

■ · leitungen mit Sprengöl gefüllt. Infolgedessen

wird bei Inbetriebnahme der Anlage zumindest . das hinter dem Injektor in der Leitung stehende Sprengöl in Form eines reinen Sprengölpfropfens vor der nachfolgenden Emulsion gefördert, was eine erhebliche Gefahr darstellt. Ein weiteres wesentliches Gefahrenmoment stellt auch noch in die Treibwasserleitung eingedrungenes Sprengöl dar, da dieses beim Anfahren der Anlage mit hoher Geschwindigkeit durch die injektordüse gepreßt wird.

Sowohl zu dieser als auch zu der zuvor erwähnten Art der Anordnung des Injektors ist festzustellen, daß ohne die Verwendung von Ventilen, sei es in der vom Sprengölbehälter zum Injektor führenden »5 Saug:- oder in der vom Injektor zur Verbraucherstelle führenden Emulsionsleitung, bislang weder ein Vor- oder Nachspülen noch ein Betrieb nach dem sogenannten Impfverfahren, das ist ein periodisches Einführen von Sprengöl in den kontinuierlichen Treibwasserfluß, möglich ist, folglich aber die mit Ventilen verbundenen obenerwähnten Nachteile in Kauf genommen werden müssen.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die den bekannten Sprengöl-Fördermethoden anhaftenden Nachteile und Gefahren zu vermeiden. Nach dem Vorschlag der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Sprengöl mit Wasser abgedeckt und dann sowohl bei der ersten als auch bei jeder weiteren Inbetriebnahme des Injektors zunächst Wasser und darauffolgend ständig Sprengöl oder abwechselnd Sprengöl und Wasser und schließlich vor dem Abstellen des Injektors noch so lange Wasser gesaugt wird, bis die Leitungen Völlig mit Wasser gefüllt sind.

Da sowohl beim Anfahren als auch vor dem Abstellen, also während der kritischen Betriebsphasen der Anlage, Wasser gesaugt wird und dementsprechend während dieser Betriebsphasen das ganze' Fördersystem völlig mit Wasser gefüllt ist und in dieses erst dann Sprengöl enigeführt wird, wenn der Injektor Zumindest angenähert seine volle Saugleistung erreicht hat und sich mit Sicherheit keine Luft mehr im Leitungssystem befindet, sind alle vorstehend erwähnten Nachteile beseitigt. Durch diese Betriebsweise ist es insbesondere auch" möglich, die. sprengölführenden Leitungen ventillos zu betreiben, so daß auch die mit den Ventilen verbundenen erwähnten Gefahren vermieden sind. Dabei ist es für die erfindungsgemäße Betriebsweise unerheblich, an welcher Stelle der Injektor angeordnet ist.

In zweckmäßiger weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, das zum Fördern des Sprengöls verwendete Treibwasscr für die Abdeckung des Sprengöls wiederzuverwenden. Zum einen ergibt sich dadurch ein günstiger Wasserhaushalt für den Betrieb der Anlage, zum anderen hat dies aber den Vorteil, daß das nach dem Scheiden der Emulsion in Sprengöl und Wasser noch mit Spuren des Sprengöls behaftete Wasser infolge seiner erneuten Einführung in den Prozeß nicht nur keiner Abwasserreinigung unterzogen zu werden braucht, sondern daß die im Wasser vorhandenen Sprengölreste nicht verloren sind.

Für eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Sprengölförderverfahrens wird vorgeschlagen, den Saugmund des Injektors und den bzw. die Sprengöllagerbehälter od. dgl. mittels einer Verstellvorrichtung relativ zueinander höhenverstellbar zu machen. In besonders einfacher Weise kann dies beispielsweise dadurch erreicht werden, daß an den Injektor eine flexible Saugleitung angeschlossen wird, deren in den Sprengölbehälter eingeführtes Ende sich mittels einer Hubvorrichtung heben und senken läßt. An Stelle dessen könnte aber auch der Saugmund des Injektors feststehend ausgebildet sein und könnte der bzw. die Sprengölbehälter mittels einer Hubvorrichtung entsprechend gehoben und gesenkt werden, so daß der Saugmung wie gewünscht sich im Sprengöl oder im Wasser befindet. In jedem Fall ist die nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehene zeitlich beliebige Verstellbarkeit sehr vorteilhaft, da· man sich hierdurch gut an die jeweiligen Verhältnisse anpassen kann bzw. im wesentlichen freizügig ist.

Um auch im Falle einer eventuellen Betriebsstörung ein Größtmaß an Sicherheit zu gewährleisten, wird weiterhin vorgeschlagen, die Verstellvorrichtung mit einer Steuereinrichtung auszubilden, die bei jeder gewollten und auch ungewollten Unterbrechung der Sprengölförderung die Verstellvorrichtung automatisch so steuert, daß sich der Injektorsaugmund in die Wasserzone des Behälters einstellt. Um sicherzustellen, daß auch in diesem Falle das Leitungssystem völlig von Sprengöl befreit wird, wird dazu zweckmäßig noch zwischen dem Injektor und der Druckwasserquelle an die Druckwasserleitung eine Drückwasserhilfsquelle angeschlossen. Dabei können Druckwasserquelle und Druckwasserhilfsquelle so vorteilhaft miteinander verbunden sein, daß die Druckwasserhilfsquelle automatisch in Gang gesetzt wird, wenn die Druckwasserquelle zwar in Betrieb genpmmen, der erforderliche Treibwasserdruck aber nicht vorhanden ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel gezeigt und wird an Hand dieses im folgenden noch näher erläutert.

Nach Fig. 2 sind die beiden Sprengöllagerbehälter 1 und 2 in ihrem tiefsten Punkt mittels der Leitung 4 kommunizierend miteinander verbunden, so daß sich das über die Leitung 3 in den Behälter 2 zugeführte Sprengöl in beiden Behältern 1 und 2 in gleicher Höhe einstellt. Die Zufuhr von Sprengöl in deu Behälter 2 wird dabei mittels nicht gezeigter Einrichtungen, vorzugsweise einer Döppelsicherung, so gesteuert, daß der Sprengölspiegel in den beiden Behältern 1 und 2 mit Sicherheit stets zwischen einem Maximal- und einem Minimalstand gebalten ist.

Die an den außerhalb des Behälters 1 in Höhe der Wasserzone angeordneten und aus dem Treibwassersammelbehälter 6 über die Pumpe 7 mit Treibwasser gespeisten bzw. betriebenen Injektor 5 mit nachfolgender Förderleitung 11 angeschlossene Saugleitung 9 ist in den Behälter 1 eingeführt, wobei das freie Ende der Saugleitung 9 sich mittels der Hub-

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vorrichtung 10 heben und senken läßt und wobei der Sofern der Scheider 12 so hoch liegt, daß das Ab-Hub so festgelegt ist, daß sich das Saugleitungsende wasser mit freiem Gefälle aus dem Behälter 15 in mit Sicherheit in der unteren Endstellung unterhalb den Sprengöllagerbehälter 2 fließen kann, so kann des Minimalstandes und in der oberen Endstellung auf den Abwassersammelbehälter 16 und die Pumpe oberhalb des Minimalstandes des Sprengölspiegels 5 17 selbstverständlich verzichtet werden.
befindet. Ferner soll die Hubvorrichtung so ausgebil- Durch die Zurückleitung des abgeschiedenen Wasdet sein, daß sich der Saugleitungsmund bei Still- sers in den Behälter 2 ist praktisch sichergestellt, stand der Anlage und auch bei einer Betriebsstörung daß auch der mit ihm verbundene Behälter 1 niemals selbständig in die Wasserzone des Behälters! ein- ohne Wasser ist, er im Gegenteil immer bis zum stellt. Die im einzelnen nicht näher gezeigte Hub- io Überlauf gefüllt sein wird, da ja auf diese Weise das vorrichtung kann sowohl pneumatisch als auch hy- gesamte Treibwasser durch den Behälter 1 hindurchdraulisch oder mechanisch funktionieren. Als Werk- fließt. Selbst wenn kein Sprengöl im Behälter sein stoff für die Saugleitung 9 ist an ein möglichst sollte, kann die Anlage somit dennoch kontinuierweiches Material gedacht, beispielsweise an spreng- lieh, nämlich mit reinem Wasser, betrieben werden. ölbeständigen Gummi oder einen entsprechenden 15 Aus der Schemazeichnung der F i g. 2 ist zu erKunststoff. · ■ sehen, daß in den Sprengöl führenden Leitungen des

Über dem Sprengöl befindet sich in den Behältern 1 gesamten Systems kein einziges Ventil vorgesehen

und 2 Wasser. Für den Ausgleich des Wasserstandes ist. Dabei ist es gleichgültig, ob die Förderung des

in den beiden Behältern 1 und 2 sind diese nahe Sprengöls bzw. der Sprengölemulsion kontinuierlich

ihrem oberen Rand mittels der Leitung 19 mitein- 20 oder im sogenannten Impfverfahren durchgeführt

ander verbunden. Für den Abfluß überschüssigen wird. Dies ist ja lediglich eine Frage des Eintauchens

Wassers ist in gleicher Höhe mit der Leitung 19 an des Saugleitungsmundes in das Sprengöl bzw. der

den Behälter 1 die Leitung 20 angeschlossen, die an Länge der Verweilzeit des Saugleitungsmundes im

den Scheider 21 führt, der seinerseits über die Lei- Sprengöl und im Wasser. Ebenso ist es für das er-

tung22 an den Treibwassersammelbehälter 6 ange- as findungsgemäße Verfahren unbeachtlich, ob nur ein

schlossen ist. Der Treibwassersammelbehälter 6 ist einziger Sprengöllagerbehälter verwendet wird oder,

über die mit Steuerventil versehene Leitung 23 an wie im Beispiel, zwei oder deren mehrere hinterein-

eine nicht gezeigte Treibwasserquelle und über die andergeschaltet sind. Die Verwendung von zwei

Abflußleitung 24 an eine ebenfalls nicht gezeigte Ab- oder mehreren Behältern hat gegenüber der Verwen-

wasserstation angeschlossen. 30 dung nur eines Behälters allerdings den Vorteil, daß

Um sicherzustellen, daß auch im Störungsfall der eine eventuell in den Behälter 2 eingeführte Emul-InjektorS, die Emulsionsleitung 11 und die Saug- sion erst geschieden wird, ehe sie in den Behälter 1 leitung 9 von jeglichen Sprengölresten befreit wer- . gelangt, aus dem das Sprengöl dann in reiner Form den, ist die Frischwasserleitung 25 mit Steuerventil vom Injektor angesaugt werden soll.
26 vorgesehen. Das Rückschlagventil 8 verhindert 35 Die Anordnung des Injektors 5 ist bei der erfindabei, daß das von der Frischwasserquelle korn- dungsgemäßen Anordnung und Ausbildung an sich mende Wasser in Richtung des Treibwassersammel- unerheblich. Vorteilhaft ist jedoch, ihn in Höhe der behälters 6 fließt An Stelle eines Frischwasser- Wasserzone, etwa 10 bis 15 cm über dem Maximalanschlusses kann selbstverständlich auch ein Druck- stand des Sprengöls anzuordnen, da in diesem Falle wasserspeicher oder eine sonstige Druckwasserquelle 40 infolge der koihmunizierenden Verbindung zwischen verwendet werden. Injektor 5 und Saugleitung 9 der Injektor im Still-

Das über die Saugleitung 9 angesaugte Sprengöl stand der Anlage immer mit Wasser gefüllt ist.

wird im Injektor mit dem Treibwasser emulgiert und Wie sich an Hand der Schemazeichnung der

in Emulsionsform über die Leitung 11 in den Schei- Fig.2 ohne weiteres klarmachen läßt, kann die

der 12 geleitet, der die Emulsion in Sprengöl und 45 Hubbewegung der Saugleitung 9 dadurch relativ

Wasser trennt. Während, das Sprengöl über die Lei- klein gehalten werden, daß die Behälter 1 und 2 mit

tung 13 seiner weiteren Bestimmung bzw. Verarbei- einem großen lichten Querschnitt ausgebildet wer-

tung zugeführt wird, fließt das abgeschiedene Wasser den. Dabei ist es auch von Vorteil, daß der Über-

über die Leitung 14 und den Nachschieber 15 in den gang vom Wassersaugen zum Sprengölsaugen und

Abwassersammelbehälter 16, von wo die Pumpe 17 50 umgekehrt entsprechend der Geschwindigkeit der

das Abwasser über die Leitung 18 in den Behälter 2 Hubbewegung der Saugleitung sehr langsam und gezurückfordert. · . schmeidig erfolgen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Förderung von Sprengöl, woibei das Sprengöl durch einen druckwasserbetriebenen Injektor über einen Saugstutzen oder ein

η Saugrohr aus einem Lagerbehälter od. dgl. angesäugt und hinter der Treibdüse des Injektors mit dessen Treibwasser emulgiert und dann in Emulsionsform durch eine Transportleitung weitergeleitet wird, .f d ad ur c h-^g e|cenn z.&i c.h net, daß das Sprengöl mit Wasser abgedeckt und dann sowohl bei der ersten als auch bei jeder weiteren Inbetriejjnahnie-des Injektors] zunächst .Wasser und darauffolgend entweder ständig Sprengöl oder abwechselnd Sprengöl und Wasser und schließlich vor dem Abstellen des Injektors so lange Wasser gesaugt wird, bis die Leitungen völlig mit Wasser gefüllt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Fördern des Sprengöls verwendete Treibwasser für die Abdeckung des Sprengöls wiederverwendet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Injektor und wenigstens einem mit diesem über eine Saugleitung verbundenen Lagerbehälter od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der Mund der Saugleitung (9) und der bzw. die Lagerbehälter od. dgl. (1, 2) mittels einer Verstellvorrichtung, vorzugsweise mittels einer eine flexible Saugleitung (9) verstellenden Hubvorrichtung (10), relativ zueinander höhenverstellbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung zeitlich beliebig einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung mit einer Steuereinrichtung versehen ist, die

ibei Unterbrechung der Förderung den Saugmund des'Injektors (5) und/oder den bzw. die Lagerbehälter (1, 2) selbsttätig so steuert,'daß .sich der Injektorsaugmund in der Wasserzone des bzw. -der'Behälter befindet.

4

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Injektor (5) und der Druckwasserquelle an die

^jbruckwasserleitung eine Druckwasserhilfsquelle angeschlossen ist. . ..,„,._ . ,

od. dgl. zunächst aber reines Sprengöl fördert, sind mit 'den bislang bekannten Verfahren zur Sprengölförderung mittels Injektors dennoch erhebliche Risiken verbunden.

. Eines dieser Risiken besteht beispielsweise in der Gefahr, daß beim Fördern des Sprengöls Luft in dieses gelangt bzw. angesaugt wird. Wie aus dem Diagramm" der Fig. 1, das die Schlagempfindlichkeit von Sprengöl in Abhängigkeit von der Größe vorhandener Luftblasen wiedergibt, zu ersehen ist, nimmt nämlich die Schlagempfindlichkeit des Spreng-

;öls von" 26,5 kpm/cm² bei Luftfreiheit über 1,86 kpm/ cm² bei Anwesenheit kleiner Luftbläschen mit einem Durchmesser von 1 mm und 0,8 kpm/cm² bei solchen von 2 mm Durchmesser bis auf nahezu 0 kpm/cm² bei Gegenwart von Luftblasen mit einem Durchmesser von 8 mm zu.

Die Ursache für diesen starken Anstieg der Schlagempfindlichkeit des Sprengöls ist darin zu

ao sehen, daß die Impedanz oder der Stoßwiderstandsbeiwert der Luft nur den fünftausendsten Teil der Impedanz von Flüssigkeiten, also sowohl von Sprengöl als auch von Wasser beträgt. Dementsprechend werden aber Stöße unter asymmetrischer Implosion der Luftblasen sowie Erzeugung von sogenannten »hot spots« in die leicht komprimierbare Luft hineingezogen. Die gleichen Erscheinungen treten auch dann auf, wenn durch Hohlsog Gas- bzw. Dampfblasen entstehen und zusammenbrechen.

Ein weiteres wesentliches Gefahrenmoment sind auch jegliche in oder an Leitungen für die Förderung reinen oder auch emulsionsfähigen Sprengöls angeordnete Ventile oder Steuerorgane, wie sie etwa entsprechend der deutschen Auslegeschrift 1085 448, der britischen Patentschrift 320778 und der belgischen Patentschrift 529 430 bei den bislang bekannten Anlagen benötigt werden. Selbst wenn die mit metallischen Berührungs- bzw.:/Dichtflächen verbundenen Gefahren durch die Verwendung von Gummi-

quetschventUen/Diaphragmä-MehrwegventilenjMembranventilen od. dgl. vermieden sind, so bleibt doch ^zumindest die Gefahr - - eines Hohlsogs . infolge plötzlicher Querschnittsänderungen oder einer Vakuumbildung durch den Injektor.

Eine Untersuchung der heute gebräuchlichen bekannten Injektorfördersysteme auf obengenannte Gefahrenquellen hin ergibt folgendes: