DE202020101591U1

DE202020101591U1 - Dosier- und Mischanlage zur Herstellung einer chlorhaltigen Lösung oder Suspension aus einem chlorhaltigen, rieselfähigen Feststoff

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Publication number: DE202020101591U1
Application number: DE202020101591.5U
Authority: DE
Original assignee: WITTY & CO KG GmbH
Current assignee: WITTY & Co KG GmbH
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2021-06-28
Anticipated expiration: 2030-03-26

Abstract

Dosier- und Mischanlage zur Herstellung einer chlorhaltigen Lösung oder Suspension aus einem chlorhaltigen, rieselfähigenFeststoff, mit einem Wasserzulauf (90) und einem Materialzulauf (60) für den rieselfähigen Feststoff aufweisenden Mischbehälter (100), einem den rieselfähigen Feststoff vorhaltenden Vorratsbehälter (1), eine den Mischbehälter und den Vorratsbehälter (1) verbindende Saugleitung (6), einer am Mischbehälter ansetzenden Saugvorrichtung (17) zur Erzeugung eines Ansaugdrucks zur Förderung des rieselfähigen Feststoffs in den Mischbehälter (100) und einer Sperreinrichtung (7) zur selektiven Verbindung des Mischbehälters (100) mit der Umgebungsluft zur Unterbrechung der Förderung des rieselfähigen Feststoffs in den Mischbehälter (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung (17) Luft aus der Umgebung ansaugt, durch welche die Ansaugung des rieselfähigen Feststoffs aus dem Vorratsbehälter (1) steuerbar ist und dass der Saugvorrichtung (17) im Vor- oder Nachlauf ein Luftfilter (15) zugeordnet ist, so dass die von der Saugvorrichtung angesaugte Luft gefiltert und insbesondere von Chlorbestandteilen befreit werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosier- und Mischanlage zur Herstellung einer chlorhaltigen Lösung oder Suspension aus einem chlorhaltigen, rieselfähigen Feststoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Anlagen werden u.a. zur Herstellung von Calciumhypochlorit (CHC)-Suspensionen zur Desinfektion von Schwimm-- und Badebeckenwasser benötigt, wobei das Wasser in öffentlichen Bädern einen gesetzlich vorgeschriebenen Chlorgehalt aufweisen muss. Dazu muss das Schwimmbad- bzw. Badebeckenwasser mit Chlor angereichert werden, was z.B. durch Zuführung einer chlorhaltigen Suspensionslösung in das Schwimmbad erfolgen kann. Die Suspensionslösung wird dabei beispielsweise aus Ansetzwasser oder dem Schwimmbad entnommenen Wasser durch Beigabe von Calciumhypochlorit erzeugt.
Eine solche Chlorungsanlage kann typischerweise einen Vorratsbehälter mit einer rieselfähigen Chlorsubstanz, insbesondere Calciumhypochlorit oder einem anderen Hypochlorit, welche über eine Saugvorrichtung in einen Mischbehälter zur Vermischung mit dem Ansetz- oder Schwimmbadwasser gefördert wird, wo die chlorhaltige Substanz mittels Rühreinrichtungen in Lösung oder Suspension gebracht wird, umfassen. Das aufbereitete bzw. aufzubereitende Schwimmbadwasser wird über Umwälzkreisläufe zwischen Schwimmbad und Mischbehälter umgeschlagen oder monodirektional abdosiert.
Eine derartige Chlorungsanlage ist z.B. aus der US 2014 0269 153 Al bekannt.
Bei der oben dargestellten Suspensionsaufbereitung entstehen dabei für den menschlichen Organismus giftige Nebenprodukte wie z.B. mit Chlorstaub versetzte Abluft, die insbesondere in geschlossenen Räumen eine akute Gefahrenquelle für die Gesundheit des Schwimmbad-Personals und der Besucher darstellen können. Für Schwimmbad-Personal derartiger Chlorungsanlagen ist darüber hinaus das Hantieren mit insbesondere offenen, nachzufüllenden oder zu ersetzenden Vorratsbehältern gesundheitlich nicht vorteilhaft. Zur Vermeidung von Verklumpungen und um die Löslichkeit zu verbessern sowie zur Einstellung eines bestimmten pH-Werts werden bei der Herstellung der Lösung oder Suspension häufig Zusatzstoffe wie Säuren eingesetzt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Dosier- und Mischanlage bereitzustellen, mit welcher Schwimmbad-Personal und/oder Besucher besser vor gesundheitlichen Beeinträchtigungen und Gefahren geschützt werden können. Außerdem soll auf den Einsatz zusätzlicher Betriebsmittel, insbesondere Säuren, verzichtet werden können.
In den bekannten Anlagen zur Suspensionsaufbereitung von Calciumhypochlorit-Suspensionen werden darüber hinaus Suspensionen mit einem zum Teil hohen Gehalt an Chlor hergestellt, wobei sehr hohe Mengen an Calcium frei werden, die bei einer Überschreitung des Löslichkeitsprodukts in dem angesetzten Wasser in Verbindung mit im Wasser vorhandenen Anionen, insbesondere Karbonate, als Kalk ausfallen. Der ausgefällte Kalk sedimentiert dabei am Boden des Mischbehälters, in dem die Suspension erzeugt wird. Dies führt zu schwerlöslichen Ablagerungen (sog. „Chlorschlamm“), die zu Verstopfungen der Misch- und Dosieranlage führen können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, das Entstehen schwerlöslicher Ablagerungen im Mischbehälter und in anderen Baugruppen der Dosier- und Mischanlage zu vermeiden.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 1.
Erfindungsgemäß weist die Dosier- und Mischanlage zur Herstellung einer chlorhaltigen Lösung oder Suspension aus einem chlorhaltigen, rieselfähigen Feststoff einen Wasserzulauf und einen Materialzulauf für den rieselfähigen Feststoff aufweisenden Mischbehälter sowie einen den rieselfähigen Feststoff vorhaltenden Vorratsbehälter auf. Weiterhin ist eine den Mischbehälter und den Vorratsbehälter verbindende Saugleitung, eine am Mischbehälter ansetzende Saugvorrichtung zur Erzeugung eines Ansaugdrucks zur Förderung des rieselfähigen Feststoffs in den Mischbehälter und eine Sperreinrichtung zur selektiven Verbindung des Mischbehälters mit der Umgebungsluft zur Unterbrechung der Förderung des rieselfähigen Feststoffs in den Mischbehälter vorgesehen. Die Dosier- und Mischanlage kann dabei in einem im Wesentlichen geschlossenen Raum stehen. Erfindungsgemäß saugt die Saugvorrichtung Luft aus der Umgebung an, um die Ansaugung des rieselfähigen Feststoffs aus dem Vorratsbehälter zu steuern und der Saugvorrichtung ist im Vor- oder Nachlauf ein Luftfilter zugeordnet, so dass die von der Saugvorrichtung aus der Umgebung angesaugte Luft gefiltert und insbesondere von Chlorbestandteilen befreit werden kann. Der Begriff Saugvorrichtung ist dabei generisch zu verstehen und meint jedwede Vorrichtung, die als Volumenförderer und/oder Vakuumquelle einsetzbar ist.
Derselbe oder weitere Filter können eingesetzt werden, um weitere Luftbestandteile wie z.B. Schwebstoffe oder Aerosole (Luftfeuchtigkeit) auszufiltern. Dadurch kann insb. die Saugvorrichtung vor Feuchtigkeit und erhöhtem Verschleiß geschützt werden.
Durch die Ansaugung von Luft aus der Umgebung kann das Ansaugverhalten des rieselfähigen Feststoffs aus dem Vorratsbehälter gesteuert werden, wodurch in Verbindung mit der schnell umschaltbaren Sperreinrichtung und gegebenenfalls einer gezielten Steuerung des von der Saugvorrichtung bereitgestellten Unterdrucks eine gezielte und genaue Einstellung des Chlorgehalts in der Lösung oder Suspension ermöglicht wird. Dadurch kann eine Überdosierung vermieden und ein Ausfällen von Kalk in der Lösung oder Suspension verhindert oder zumindest reduziert werden. Durch den Luftfilter können schädliche Gase und/oder unangenehme Gerüche aus der Abluft bzw. Raumluft entfernt werden.
Zweckmäßig kann dabei die pro Zeiteinheit aus der Umgebung angesaugte Luft angepasst werden, um eine genaue Dosierung der Chlormenge in der Suspension zu erzielen. Dies kann z.B. über die Einstellung der Saugleistung der Saugvorrichtung, veränderliche Lufteintrittsöffnungen und/oder gezielten Querschnittsgestaltungen von Saugleitungen bzw. - Saugleitungsabschnitten sowie anderweitigen strömungsmechanischen Mitteln realisiert werden.
Vorteilhaft kann ferner der Luftfilter als Aktivkohlefilter ausgeführt sein. Ein Aktivkohlefilter hat die Eigenart, Chlorgase und auch Geruchsstoffe an die Aktivkohle des Filters zu binden. Dadurch kann die gereinigte Luft in den Raum zurückgeführt werden. Auf eine separate, aus dem Raum herausgeführte Luftableitung kann verzichtet werden.
Die Dosier- und Mischanlage kann zweckmäßig eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Saugvorrichtung und der Sperreinrichtung umfassen, wobei die Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Saugvorrichtung und der Sperreinrichtung in einem ersten Betriebsmodus im Wesentlichen zur Förderung des rieselfähigen Feststoffs und einem zweiten Betriebsmodus zur Abluft- bzw. Raumluftaufbereitung eingerichtet ist. Der erste Betriebsmodus erfolgt dabei unabhängig, insb. zeitlich getrennt, von dem zweiten Betriebsmodus. Der erste Betriebsmodus wird bei geschlossener Sperreinrichtung und der zweite Betriebsmodus bei geöffneter Sperreinrichtung durchgeführt.
Im zweiten Betriebsmodus kann neben der Raumluft auch die Luft aus Misch- und Vorratsbehälter ausgetauscht und aufbereitet werden.
Durch die Ansteuerung in zwei Betriebsmodi kann die Dosier- und Mischanlage sowohl zur Luftaufbereitung als auch zur Suspensionsherstellung eingesetzt werden.
Vorteilhaft ist die Sperreinrichtung NO-logisch ausgeführt (NO - normally open). D.h. die Sperreinrichtung ist im Grundzustand geöffnet und sperrt bei Energetisierung. Durch eine NOlogische Sperreinrichtung kann insb. eine sicherheitskritische Überdosierung von Feststoff in einem Fehlerfall vermieden werden.
Die Dosier- und Mischanlage kann vorteilhaft Mittel zur bedarfsgerechten Bereitstellung der chlorhaltigen Lösung oder Suspension umfassen. Unter Bereitstellung ist die Herstellung der Lösung oder Suspension im Mischbehälter zu verstehen. Die Mittel können z.B. Sensoren zur Erfassung eines Lagebilds oder Wasser-Fördereinrichtungen umfassen.
Die Dosier- und Mischanlage kann vorteilhaft Mittel zur bedarfsgerechten Bereitstellung der Raumluftaufbereitung umfassen. Eine Raumluftaufbereitung ist z.B. dann angezeigt, wenn ein Bestandteil der Umgebungsluft (Raumluft) der Dosier- und Mischanlage eine vorbestimmte Konzentration überschreitet:

Die Dosier- und Mischanlage kann einen Luftsensor zur Erfassung zumindest eines Raumluftparameters aufweisen. In Abhängigkeit des erfassten Raumluftparameters kann die Dosier- und Mischanlage zweckmäßigerweise eine Raumluftaufbereitung starten, indem sie die Saugvorrichtung aktiviert und die Sperreinrichtung geöffnet ist (zweiter Betriebsmodus), so dass im Wesentlichen kein Unterdruck zur Förderung des rieselfähigen Feststoffs aus dem Vorratsbehälter in den Mischbehälter entsteht. In diesem (zweiten) Betriebsmodus wird die angesaugte Luft über den Luftfilter geleitet und dadurch gereinigt, insb. von Chlor befreit. Der Luftsensor kann beispielsweise als C1₂-Sensor ausgebildet sein.

Die Dosier- und Mischanlage kann weiterhin einen Mischbehältersensor zur Erfassung zumindest eines Mischbehälterparameters, z.B. einer Chlorkonzentration der im Mischbehälter befindlichen Suspension, aufweisen, und in Abhängigkeit des erfassten Mischbehälterparameters die Förderung des rieselfähigen Feststoffs aus dem Vorratsbehälter in den Mischbehälter steuern und insbesondere starten, indem sie die Saugvorrichtung aktiviert und die Sperreinrichtung geschlossen ist (erster Betriebsmodus), so dass im Wesentlichen ein ausreichender Unterdruck zur Förderung des rieselfähigen Feststoffs aus dem Vorratsbehälter in den Mischbehälter entsteht. Bei NO-logischer Sperreinrichtung wird die Sperreinrichtung durch Aktivierung geschlossen.
Die Dosier- und Mischanlage kann dabei zur quasi-kontinuierlichen Bereitstellung (Herstellung) einer chlorhaltigen Lösung oder Suspension eingerichtet sein. Unter quasikontinuierlicher Bereitstellung ist eine bedarfsgesteuerte Zubereitung der chlorhaltigen Lösung oder Suspension in dem Mischbehälter zu verstehen, bei welcher der Mischbehälter bei Betrieb im Wesentlichen nie restlos entleert wird. Insbesondere kann z.B. ein Restvolumen der chlorhaltigen Lösung oder Suspension mit Frisch- oder Schwimmbadwasser bis zu einem Bedarfsniveau oder darüber aufgefüllt und die entsprechende Menge des rieselfähigen Feststoffs zur Erreichung der gewünschten Konzentration der Suspension in den Mischbehälter gefördert werden.
Durch eine quasi-kontinuierliche Bereitstellung kann eine batch-weise Bereitstellung mit vordefinierten Losgrößen vermieden werden. Zwischenbehälter oder -speicher, welche eine Losgröße während einer Neuherstellung einer Suspension oder Lösung zwischenspeichern, können dadurch eingespart werden. Weiterhin kann die Größe bzw. das Fassungsvolumen des Mischbehälters entsprechend reduziert werden.
Die zubereitete Lösung oder Suspension wird zweckmäßig mittels einer Entnahmevorrichtung in ein oder mehrere Schwimmbecken geleitet. Besonders vorteilhaft umfasst die Entnahmevorrichtung bei großen Volumenströmen dabei zumindest eine Venturidüse. Die Entnahmevorrichtung kann alternativ oder zusätzlich zu der wenigstens einen Venturidüse zumindest eine Schlauchpumpe oder eine andere Fluidfördereinrichtung umfassen.
Insbesondere mit mehreren Fördereinrichtungen wie z.B. einer Kombination einer oder mehrerer Venturidüsen und einer oder mehreren Schlauchpumpen ist mit der Dosier- und Mischanlage die mitunter auch gleichzeitige Beschickung einer Vielzahl unterschiedlicher und/oder unterschiedlich großer Schwimmbecken mit einer chlorhaltigen Suspensionslösung möglich. Dies ermöglicht eine Anpassung der Förderleistung an die Schwimmbadgröße. Bei großer benötigter Förderleistung kann die (Mehrzahl der) Venturidüse(n) eingesetzt werden und für niedrigere Dosierleistungen können die Schlauchpumpen eingesetzt werden.
Vorteilhaft ist eine Luftabsaugstelle der Dosier- und Mischanlage, über die der Mischbehälter über eine Absaugleitung mit der Saugvorrichtung verbunden ist, vertikal erhöht und horizontal versetzt gegenüber der Material- und/oder Fremdluftzufuhr angeordnet. Dadurch kann eine ungewollte Absaugung von zudosiertem Feststoff verhindert oder zumindest verringert werden. Weiterhin kann über die erhöhte Lage der Luftabsaugstelle die Luftströmung vorteilhaft im Mischbehälter gelenkt werden, so dass das an der Decke des Mischbehälters sich sammelnde Kondenswassers besser abgeführt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Materialzulauf des Mischbehälters von einem Luftzulauf des Mischbehälters, über welchen z.B. Raumluft in den Mischbehälter gefördert wird, bei geöffneter Sperreinrichtung verschieden sein. In anderen Worten ist dabei die Sperreinrichtung nicht in bzw. an der Saugleitung angebracht. Der Mischbehälter weist dabei einen separaten Luftzugang auf. Dadurch kann der Luftzulauf frei von Randbedingungen der Saugleitung gestaltet werden, z.B. indem der Luftzulauf einen anderen Durchmesser aufweist als die Saugleitung bzw. der Durchmesser des Materialzulaufs. Dadurch ist es u.a. möglich, im zweiten Betriebsmodus Reibungsverluste zu minimieren und/oder Volumendurchsätze zu maximieren. Weiterhin kann der Kontakt der Sperreinrichtung mit dem abrasiv wirkenden rieselfähigen Feststoff vermieden werden.
In einer vorteilhaften, dazu alternativen Ausführungsform kann der Materialzulauf in den Mischbehälter vom Luftzulauf bei geöffneter Sperreinrichtung identisch sein. In anderen Worten ist dabei die Sperrvorrichtung unmittelbar in bzw. an der Saugleitung angeordnet. Durch eine derartige Anordnung kann der Nass/Trocken-Übergang von Mischbehälter in die Saugleitung sowie die Saugleitung selbst oder zumindest Teilabschnitte der Saugleitung im zweiten Betriebsmodus ebenfalls aktiv belüftet werden. Dadurch kann insb. eine Kondensatbildung in der Saugleitung und damit die Verklumpungsneigung von rieselfähigem Feststoff in der Saugleitung und dem Vorratsbehälter reduziert werden.
Vorteilhaft kann die Sperreinrichtung in Beförderungsrichtung des rieselfähigen Feststoffs gesehen am oder kurz hinter einem geodätisch höchsten Punkt der Saugleitung angeordnet sein. Gegenüber einer Anordnung der Sperreinrichtung vor dem geodätisch höchsten Punkt hat dies den Vorteil, dass aus dem Mischbehälter über den Materialzulauf (und gegebenenfalls über die im Ruhezustand der Dosier- und Mischanlage geöffnete Sperreinrichtung) aufsteigende warme, feuchte Luft kontinuierlich entweichen kann und sich nicht im Vorratsbehälter niederschlägt. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die die Sperreinrichtung unmittelbar am Mischbehälter, insbesondere unmittelbar an der Oberseite des Mischbehälters, angeordnet sein. Dadurch ist ein kompakter Aufbau der Dosier- und Mischanlage mit kurzen Signal- und Stromleitungen möglich. Die Positionierung am Mischbehälter ist außerdem akustisch vorteilhaft, da strömungs- bzw. vibrationsbedingte Geräusche minimiert werden können.
Vorzugsweise kann die Sperreinrichtung über eine Luftschleuse der Saugleitung zugeordnet und von dieser beabstandet sein, wobei die Luftschleuse die Saugleitung in zwei Teilabschnitte teilt, die in der Luftschleuse, z.B. über eine Stutzen-Trichter-Anordnung, einander zugeordnet sind. Unter Luftschleuse ist ein druckdichter Raum zu verstehen, in welchem zwei Teilabschnitte der Saugleitung offen, z.B. als Stutzen-Trichter-Anordnung, fluidisch miteinander in Verbindung stehen. Durch die räumliche Entfernung der Sperreinrichtung von der Saugleitung kann ein direkter Kontakt der Sperreinrichtung mit dem geförderten Feststoff vermieden werden. Die Sperreinrichtung ist damit robuster und weniger störungsanfällig. Durch die Luftschleuse können außerdem unterschiedliche Querschnitte von Luft- und Material-Zugängen realisiert werden, wobei zweckmäßig der Querschnitt für den Fremdluftzulauf gegenüber einem ersten Saugleitungsabschnitt vergrößert ist.
Die Saugleitung kann einen einheitlichen oder veränderlichen Querschnitt aufweisen. Zweckmäßig kann ein erster Teilabschnitt der Saugleitung einen kleineren und ein zweiter Teilabschnitt einen größeren Querschnitt aufweisen.
Vorzugsweise kann die Sperreinrichtung als ein Magnetventil, insbesondere als ein durch einen Zuganker magnetisch betätigbares Ventil, ausgebildet sein. Mit Magnetventilen sind sehr kurze Reaktionszeiten realisierbar, so dass eine hohe Dosiergenauigkeit für den geförderten Feststoff möglich ist. Möglich sind jedoch auch andere Ausprägungen der Sperreinrichtung wie z.B. eine hydraulisch, pneumatisch oder elektromotorisch angesteuerte Sperreinrichtung.
Die Dosier- und Mischanlage weist zweckmäßig einen oder mehrere Füllstandsmesser auf.
Die Dosier- und Mischanlage kann zumindest einen berührungslosen Füllstandsmesser zur Messung des Füllstands der im Mischbehälter befindlichen Suspension oder Lösung, insbesondere in Form eines Ultraschallsensors, umfassen. Berührungslose Messprinzipien sind gegenüber z.B. mechanischen Messprinzipien wie etwa über Schwimmer betätigte Kontaktschalter wesentlich robuster und weniger fehleranfällig und ermöglichen eine kontinuierliche Überwachung des Füllstands, d.h. für jeden Füllstand von 0 bis 100%
Vorteilhaft kann die Dosier- und Mischanlage eine Messeinrichtung zur Erfassung der entnommenen Menge an rieselfähigem Feststoffs in dem Vorratsbehälter umfassen. Durch eine solche Messeinrichtung ist eine exakte Dosierung des rieselfähigen Feststoffes und damit eine zielgenaue Herstellung der gewünschten Suspensionskonzentration möglich.
Die Messeinrichtung kann bspw. als Wägezelle zur Messung des Gewichts des rieselfähigen Feststoffs, der dem Vorratsbehälter entnommen wird oder darin verbleibt, ausgebildet sein. Die Messeinrichtung kann dabei z.B. das Gewicht des Vorratsbehälters erfassen und über eine Differenzbildung der Gewichtsmessung die entnommene Menge an rieselfähigem Stoff bestimmen. Statt einer Gewichtsmessung können jedoch auch volumetrische Messverfahren verwendet werden.
Die Messeinrichtung kann unmittelbar am Vorratsbehälter, in der Saugleitung, am Materialeinlauf des Mischbehälters oder andernorts angeordnet sein. Vorteilhaft ist die Messeinrichtung unmittelbar am Vorratsbehälter angeordnet. Dadurch ist neben der Bestimmung der entnommenen Menge an rieselfähigem Stoff auch die Gewichtsbestimmung des Vorratsbehälters möglich, so dass bei bekanntem Vorratsbehältergewicht bestimmt werden kann, wenn der im Vorratsbehälter befindliche Feststoff zur Neige geht. Die Messeinrichtung kann vorteilhaft mit einer weiter unten beschriebenen Gebindeumschaltung gekoppelt sein.
Die Dosier- und Mischanlage kann vorteilhaft eine Vibrationseinrichtung zur Erhaltung der Rieselfähigkeit des rieselfähigen Feststoffs im Vorratsbehälter umfassen. Diese kann bspw. als Vibrations- oder Klopfereinrichtung ausgebildet sein, die insbesondere elektrisch, pneumatisch oder elektropneumatisch angetrieben sein kann, und periodisch und/oder zu bestimmten Zeitpunkten, z.B. vor und/oder bei Entnahme des rieselfähigen Feststoffes aus dem Vorratsbehälter, aktiviert wird und den Feststoff im Vorratsbehälter durch Schwingungen oder Impulsstöße in Bewegung versetzt. Dadurch kann einer Verklumpung des Feststoffs vorgebeugt und/oder die Ansaugung des Feststoffs im ersten Betriebsmodus erleichtert werden. Die Vibrationseinrichtung kann insbesondere als elektrischer Motor mit einer Unwucht ausgestaltet sein, der an einer Aufnahme des Vorratsbehälters angebracht ist und zusätzlich eine freischwingende Klopfereinrichtung umfasst. Dadurch können mit nur einem Aktuator sowohl Impulse (niedrige Frequenz, hohe Energiedichte) wie auch Vibrationen (hohe Frequenz, niedrige Energiedichten) auf den Vorratsbehälter bzw. den Feststoff übertragen werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Dosier- und Mischanlage eine in den Vorratsbehälter eintauchbare Sauglanze, welche an ihrem eintauchbaren Ende eine Materialansaugöffnung zum Ansaugen des rieselfähigen Feststoffs sowie axial davon beabstandet eine Luftansaugöffnung zum Ansaugen von Luft aus der Umgebung aufweist. Dies kann bspw. dadurch ermöglicht werden, dass die Sauglanze ein Innenrohr und ein Außenrohr umfasst, wobei das Innenrohr und das Außenrohr konzentrisch und radial voneinander beabstandet sowie in axialer Richtung gegeneinander verschieblich angeordnet sind und wobei das Innenrohr zum Ansaugen des rieselfähigen Feststoffs aus dem Vorratsbehälter dient und in den sich zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ausbildenden Ringspalt Luft aus der Umgebung angesaugt wird. Dabei ist zweckmäßig in dem Außenrohr, insbesondere in einem oberen Abschnitt, wenigstens eine Luftansaugöffnung und in dem Innenrohr, insbesondere in einem unteren Abschnitt, wenigstens eine Durchgangsöffnung eingebracht, wobei durch die Luftansaugöffnung Luft aus der Umgebung angesaugt wird, welche durch die Durchgangsöffnung in das Innenrohr gelangen kann. Dies gewährleistet einerseits eine gleichmäßige Saugleistung und ermöglicht andererseits die Umlenkung von angesaugter Luft durch die Durchgangsöffnung(en) in das Innenrohr. Die dadurch entstehenden Luftverwirbelungen im Innenrohr ermöglichen ein feindosiertes Absaugen des Feststoffs und verhindern beim Beginn des Ansaugens, insbesondere im Anzugsmoment der Saugvorrichtung, dass die eingesaugten Feststoffpartikel die Sauglanze verstopfen können.
Durch die Positionierung der Luftansaugöffnung an der Sauglanze kann auf Luftöffnungen in gegebenenfalls austauschbaren Vorratsbehältern verzichtet werden.
Die Luftansaugöffnung ist zweckmäßig veränderbar ausgestaltetet, z.B. mit einem die Luftansaugöffnung partiell überdeckenden Drosselschieber. Die Luftansaugöffnung kann auch einen Luftfilter aufweisen, um den Eintritt von unerwünschten Fremdstoffen zu verhindern oder zumindest zu verringern.
Vorzugsweise können das Innenrohr und das Außenrohr der Sauglanze in axialer Richtung gegeneinander verschieblich ausgebildet sein. Innen- und Außenrohr bilden damit einen ringförmigen Luftspalt aus, so dass bei Unterdruck in der Saugleitung Luft durch die Luftansaugöffnung und in den Ringspaltangesaugt und welche an der Sauglanzenspitze verwirbelt wird und über das Innenrohr wieder abgesaugt wird. Dabei kann an der Sauglanzenspitze befindliches Material mitgerissen werden. Durch entsprechende Positionierung von Innen- zu Außenrohr können die Luftwirbelverhältnisse vorteilhaft eingestellt werden. Insbesondere kann die pro Zeiteinheit aus der Umgebung angesaugte Luftmenge eingestellt werden, indem durch axiale Verschiebung des Innenrohrs gegenüber dem Außenrohr der Querschnitt der Luftansaugöffnung verändert wird. Dies ermöglicht eine genaue Dosierung des angesaugten Feststoffs in den Mischbehälter. Bei einer höheren Menge angesaugter Luft erfolgt ein feineres (geringeres) Ansaugverhalten.
Die Sauglanze ist zweckmäßig beweglich im bzw. am Vorratsbehälter gelagert. Dadurch ist eine insbesondere unterdruck- bzw. schwerkraftbedingte automatische Nachführung der Sauglanze möglich.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Dosier- und Mischanlage mindestens zwei Vorratsbehälter und eine automatische Gebindeumschaltung, wobei durch die Gebindeumschaltung ein Vorratsbehälter ausgewählt wird, aus welchem rieselfähiger Feststoff in den Mischbehälter gefördert wird.
Zweckmäßig weist die Dosier- und Mischanlage eine Mischvorrichtung zum Mischen der im Mischbehälter vorhandenen Lösung auf. Die Mischvorrichtung könnte z.B. mit einem oder mehreren Propelloren in vertikaler oder anderer Bauweise ausgestaltet sein. Vorteilhaft ist die Mischvorrichtung derart ausgebildet, dass Sie bzgl. der Drehachse des bzw. der Propelloren eine vertikale Turbulenz erzeugt und sich infolgedessen ein näherungsweise geschlossenes Wirbelfeld in der Lösung bzw. dem Konzentrat einstellt, wodurch insb. eine Ablagerung von Chlorschlamm am Boden des Vorratsbehälters erschwert wird.
Zweckmäßigerweise kann ein Drehsinn der Mischvorrichtung umschaltbar ausgestaltet sein. Insbesondere während der Herstellung der chlorhaltigen Lösung oder Suspension kann durch einen einfachen oder mehrfachen Richtungswechsel der Herstellungsprozess beschleunigt oder die Löslichkeit des chlorhaltigen Feststoffs verbessert werden.
In einem Verfahrenen zum Betreiben einer Dosier- und Mischanlage ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung die Saugvorrichtung bei geöffneter Absperreinrichtung zur Raumluftaufbereitung in vorgegebenen Intervallen und für eine vorgegebene Dauer aktiviert. Dadurch kann eine gleichbleibende Raumluftqualität, insb. ohne Gefahrengase und ohne Geruchsbeeinträchtigung, gewährleistet werden. Außerdem können damit Vorrats- und Mischbehälter entfeuchtet werden. Auch kommt eine zeitgesteuerte Luftaufbereitung ohne Raumluftsensoren zur Erfassung von Raumluftparametern aus, so dass das Verfahren einen besonders kostengünstigen Betrieb der Anlage ermöglicht. Die Dosier- und Mischanlage weist zweckmäßig zur Umsetzung des Verfahrens eine derart eingerichtete Steuereinrichtung auf.
Das Verfahren kann Intervalle von 2 bis 60 Minuten, vorzugsweise von 10 bis 20 Minuten, besonders bevorzugt von 12-15 Minuten, vorsehen. Das Verfahren kann Dauern von gleich 5 bis 120 Sekunden, bevorzugt 10 bis 60 Sekunden und besonders bevorzugt von 10-30 Sekunden vorsehen. Durch derartige Intervalle und Dauern kann die Raumluftqualität in Abhängigkeit einer Raumgröße und Aktivität der Dosier- und Mischanlage eingestellt werden.
Die Steuereinrichtung umfasst vorteilhaft eine programmierbare oder vorprogrammierte Zeitschaltuhr zur Umsetzung des Verfahrens.
In einem alternativen Verfahren zum Betreiben einer Dosier- und Mischanlage ist vorgesehen, dass die Dosier- und Mischanlage einen Raumluftsensor aufweist und die Steuereinrichtung die Saugvorrichtung bei geöffneter Absperreinrichtung zur Raumluftaufbereitung aktiviert, wenn ein vom Raumluftsensor ermittelter Wert einen (oberen) Schwellwert überschreitet und zweckmäßigerweise deaktiviert, wenn der vom Raumluftsensor ermittelte Wert einen (unteren) Schwellwert unterschreitet.
Vorteilhafte Ausprägungen und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Figuren und der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Auf den erfindungsgemäßen Gegenstand und das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei wechselweise Bezug genommen werden.
Figurenliste

1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosier- und Mischanlage,
2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosier- und Mischanlage, und
3 eine Detaildarstellung der Sauglanze der Dosier- und Mischanlage gemäß den 1 und 2 sowie
4 eine Detaildarstellung einer Sauglanze für die Dosier- und Mischanlage gemäß den 1 und 2 in einer weiteren Ausführungsform.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Dosier- und Mischanlage zur Herstellung einer chlorhaltigen Lösung oder Suspension. Die Lösung oder Suspension wird dabei in einem Mischbehälter 100 zubereitet, wobei die Zubereitung durch Vermengung von über einen Wasserzulauf 90 zugeführtem Wasser und über einen Materialzulauf 60 zugeführtem Material in Form eines rieselfähigen Feststoffs, wie z.B. granulatförmigem Hypochlorit, erfolgt. Der Mischbehälter ist dabei z.B. als zylinderförmiger Behälter ausgeführt. Der Materialzulauf 60 und der Wassereinlauf 90 sind in diesem Ausführungsbeispiel an der Oberseite des Mischbehälters 100 angeordnet. Insbesondere der Wasserzulauf 90 könnte jedoch auch an anderer Stelle, beispielsweise in Bodennähe des Mischbehälters 100 angeordnet sein. Dadurch könnte der Wasserzulauf ruhiger, insb. unter weniger Spritzwasserbildung erfolgen. Gleichzeitig müsste dabei jedoch die Förderleistung für die Wasserzuführung um den Betrag der hydrostatischen Druckkräfte im Mischbehälter 100 erhöht werden.
Die Begriffe ,Material' und ,Feststoff' sind im Sinne der gesamten Beschreibung synonym zu dem in den Ansprüchen verwendeten Begriff rieselfähiger Feststoff zu verstehen.
Das Wasser wird über eine hier als Treibwasserpumpe ausgeführte Fluidfördereinrichtung 9 in den Mischbehälter 100 gefördert. Eine entsprechende Eindosierung einer gewünschten Wassermenge kann z.B. anhand eines in der Wasserzulaufleitung befindlichen Volumenmessgeräts erfolgen. Die Wassermenge kann aber auch über Stromaufnahme oder Drehzahlmessung der Fluidfördereinrichtung bestimmt werden. Im konkreten Ausführungsbeispiel wird das zugeführte Wasser durch einen berührungslosen Füllstandsmesser 12 ermittelt. Der Füllstandsmesser 12 ist hier als Ultraschallsensor ausgebildet und bestimmt einen Abstand zwischen dem Füllstandssensor und einem Wasser- bzw. Füllstandspegel des Mischbehälters 100. Bei bekannter Mischbehältergeometrie kann hieraus auf das tatsächliche Volumen des Wassers im Mischbehälter 100 rückgeschlossen werden. Dabei kann die zugeführte Wassermenge vergleichsweise exakt bestimmt werden, wenn die Wasserzugabe und die Materialzugabe sequentiell, d.h. nacheinander, erfolgen.
Nach Wasserzugabe wird in diesem Ausführungsbeispiel der rieselfähige Feststoff über den Materialeinlauf 60 zugegeben, wobei die Menge an zugegebenem Material über eine Gewichtsdifferenzmessung des Gewichts des Vorratsbehälters 1 erfasst wird. In dem Vorratsbehälter 1 ist der rieselfähige Feststoff vorgehalten. Art und Weise der Förderung des Feststoffs wird näher weiter unten beschrieben. Die Gewichtsdifferenzmessung erfolgt anhand einer an einer Aufnahme des Vorratsbehälters 1 befindlichen Messvorrichtung 4. Bei der Messvorrichtung handelt es sich im konkreten Fall des Ausführungsbeispiels um eine kapazitiv arbeitende Wägezelle. Es könnten jedoch auch andere Messvorrichtungen mit anderen Messprinzipien verwendet werden.
Nach erfolgter Materialzugabe werden Wasser und Material über eine hier als Rührwerk ausgebildete Mischvorrichtung 10 miteinander verrührt. Dabei geht der eindosierte Feststoff in Lösung und/oder Suspension. Anstelle eines Rührwerks könnten Wasser und Material jedoch auch über eine Strahlpumpe oder eine andere Fluidförderungseinrichtung zur Vermengung und Vermischung im Mischbehälter in Bewegung versetzt bzw. umgewälzt werden.
Die zubereite Lösung oder Suspension wird bedarfsgerecht über eine nicht näher dargestellte Entnahmevorrichtung umfassend eine oder mehrere Abführeinrichtungen an entsprechende Senken verteilt. Bei den Senken kann es sich um Zwischenspeicher zur temporären Vorhaltung der Lösung oder Suspension handeln. Insbesondere könnten durch eine Vielzahl von Zwischenspeichern mehrere unterschiedliche Lösungen oder Suspensionen, die sich z.B. hinsichtlich Ihres Chlorgehalts unterscheiden, bevorratet werden. Bei den Senken kann es sich jedoch auch um ein oder mehrere Schwimmbecken handeln, wobei je nach Schwimmbeckenvolumen unterschiedlicher Chlorungsbedarf und damit Suspensions- bzw. Lösungsbedarf vorherrschen kann, so dass vorzugsweise an die Senken angepasste Abführeinrichtungen mit der Dosier- und Mischanlage verbunden sind. Bei mehreren Senken (Mehrkreissystem) kann jede Senke mit einer eigenen Abführeinrichtung versehen sein.
Über den Füllstandsmesser 12 erfasst die Dosier- und Mischanlage das Entnahmevolumen der Lösung oder Suspension, so dass der Füllstandsmesser ein Signal bereitstellt, anhand dessen ein erneuter Herstellungsvorgang zur Herstellung einer weiteren chlorhaltigen Suspensionslösung in Gang gesetzt werden kann.
Zur Steuerung der Herstellung der Lösung oder Suspension weist die Dosier- und Mischanlage dabei eine figürlich nicht dargestellte Steuereinrichtung S auf, in welcher Messsignale diverser interner oder auch externer Messgeber und Aktuatoren zusammenlaufen können. Die Steuereinrichtung S kann dabei Mittel zur automatischen Ansteuerung der einzelnen Aktuatoren aufweisen. Die Steuereinrichtung kann auch eine graphische oder nicht-graphische Benutzerschnittstelle für die Eingabe von Befehlen oder die Einstellung von automatischen Programmabläufen durch einen Benutzer umfassen. Die Steuereinrichtung S kann z.B. drahtlos an ein lokales oder nicht-lokales Netzwerk (LAN bzw. WAN) angeschlossen sein und über das Netzwerk (Web-Applikation, Server) erreichbar sein. Die Steuereinrichtung S kann weitere Schnittstellen zur einseitigen oder zweiseitigen Kommunikation mit anderen Vorrichtungen, z.B. einen Bus-Anschluss, aufweisen.
Nachfolgend wird die Eindosierung des rieselfähigen Feststoffs beschrieben. Wie bereits erwähnt ist der Feststoff in einem Vorratsbehälter 1 befindlich. Bei dem Vorratsbehälter 1 kann es sich um ein z.B. zylinderförmiges Liefergebinde handeln. Der Vorratsbehälter 1 ist in einer Aufnahme der Dosier- und Mischanlage eingebracht. In der Aufnahme kann der Vorratsbehälter 1 vorteilhaft schräg gestellt sein, so dass der Feststoff schwerkraftbedingt in eine ,Ecke‘ des Vorratsbehälters strebt. Dadurch wird eine Restentleerung erleichtert.
Die Aufnahme des Vorratsbehälters 1 weist die bereits oben erwähnte Wägezelle 4 auf, welche das aktuelle Gewicht des Vorratsbehälters 1 erfasst. Dies kann in oben genannter Weise zur Bestimmung einer eindosierten bzw. entnommenen Menge an Feststoff genutzt werden. Gleichzeitig kann über die Wägezelle 4 auch ein Füllstand des Vorratsbehälters ermittelt werden, so dass die Steuereinrichtung S zu gegebener Zeit ein Wartungssignal zum Austausch des Vorratsbehälters 1 senden kann.
Zusätzlich oder alternativ könnte die Dosier- und Mischanlage einen zweiten Vorratsbehälter und eine automatische Gebindeumschaltung umfassen (nicht dargestellt), die bei zu Neige gehendem ersten Vorratsbehälter die Förderung des Feststoffs von dem ersten Vorratsbehälter auf den zweiten (vollen) Vorratsbehälter umstellt. Eine automatische Gebindeumschaltung kann z.B. durch zwei mit Wägezellen ausgestattete Aufnahmevorrichtungen für die beiden Vorratsbehälter, zwei über die Steuereinrichtung S umschaltbare 2-Wege-Ventile realisiert sein, wobei jeder Vorratsbehälter eine Sauglanze aufweist, die mit der der Ansaugleitung verbunden ist. Dadurch können Wartungs- bzw. Wechselintervalle verringert und Personalkosten gesenkt werden.
Weiterhin weist die Aufnahme der Vorratsbehälter 1 zweckmäßig eine Vibrationseinrichtung 5 auf, mit welcher das im Vorratsbehälter 1 befindliche Material bzw. Feststoff in Schwingung versetzt werden kann, um eine gleichmäßige Verteilung des Feststoffs im Vorratsbehälter zu erzielen.
In den Vorratsbehälter bzw. dessen oberer Abdeckung wird eine Sauglanze 2 eingetaucht. Die Sauglanze 2 umfasst ein Außenrohr 2b und ein Innenrohr 2a, die konzentrisch und radial voneinander beabstandet und axial gegeneinander verschieblich angeordnet sind. Innen- und Außenrohr 2a, 2b bilden einen äußeren Ringspalt 21 aus, der am oberen Ende über eine Luftansaugöffnung 3 atmosphärisch verbunden ist. Das Innenrohr 2a bildet ein Saugrohr aus, das mit der Saugleitung 6 verbunden ist.
In 3 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Saugrohrs 2 im Detail dargestellt. Dabei weist das untere Ende des Innenrohres 2a eine Materialansaugöffnung 20 auf. Das obere Ende des Innenrohres 2a ist mit der Saugleitung 6 verbunden. Über den Lufteinlass 3 und den Ringspalt 21 wird Umgebungsluft über die Materialansaugöffnung 20 in das Innenrohr 2a gesaugt. Dabei kann die Materialansaugöffnung 20 zweckmäßig gegenüber dem Ende des Außenrohres 2b in axialer Richtung beabstandet sein. Dadurch kann verhindert werden, dass das Innenrohr 2a unmittelbar auf einem Bodenabschnitt des Vorratsbehälters 1 aufsetzt und sich festsaugen kann.
Insbesondere das Außenrohr 2b kann vorteilhaft ein kronenartiges Ende bzw. einen kronenartigen Aufsatz aufweisen, um ein Festsaugen des Außenrohrs 2b an dem Bodenabschnitt des Vorratsbehälters 1 zu vermeiden.
Um Klumpenbildung in der Saugleitung 6 zu vermeiden, kann die Sauglanze 2 in der 3 nicht näher dargestellte Klumpenbrecher an der Spitze der Sauglanze 2 aufweisen. Diese können bspw. als Querstege im Innenrohr 2a, insbesondere in unmittelbarer Nähe der Materialansaugöffnung 20, und/oder am Außenrohr 2b ausgebildet sein. Ein Klumpenbrecher hilft dabei, verklumpte Feststoffansammlungen aufzubrechen. Dadurch kann die Gefahr einer Saugleitungsverstopfung reduziert werden.
Das Innenrohr 2a der Sauglanze 2 kann außerdem eine oder mehrere Durchgangsöffnung(en) 22, bspw. in Form von Querbohrungen oder punktuellen Durchbrechungen in der Wandung des Innenrohrs 2a, aufweisen, wodurch eine fluidische Verbindung vom Inneren des Innerohrs 2a zum Ringspalt 21 erzeugt ist.
Durch die wenigstens eine Durchgangsöffnung 22 im Innenrohr 2a ist selbst im Falle einer Verstopfung der Materialansaugöffnung 20 der Sauglanze 2 noch ein Luftfluss durch das Innenrohr 2a möglich, wobei durch den Luftfluss ein Unterdruck im Innenrohr 2a anliegt und eine kontinuierliche Saugkraft aufrecht erhalten wird. Dadurch können entstandene Verstopfungen wieder aufgelöst werden. Außerdem können die Durchgangsöffnungen 22 eine vorteilhafte Verwirbelung der Luftströmung im Innenrohr 2a bzw. an der Materialansaugöffnung 20 bewirken.
Wie bereits erwähnt, ist das Innenrohr 2a gegenüber dem Außenrohr 2b axial verschiebbar. Eine entsprechende Lagerung kann in Form von den Ringspalt 21 überbrückenden als Gleitlager fungierenden Vorsprüngen am Außenrohr 2b und/oder am Innenrohr 2a ausgebildet sein. Dabei kann eine Feststellung von Innenrohr 2a zu Außenrohr 2b durch der Gleitlagerung anhaftende Haftreibung realisiert sein. Es können jedoch auch separate Feststellmechanismen wie z.B. eine Feststellschraube verwendet werden.
Zur Einstellung der Luftfördermenge (bei gegebener Saugleistung der Saugvorrichtung 17) ist der Querschnitt der Luftansaugöffnung 3 der Sauglanze 2 zweckmäßig veränderlich ausgebildet, so dass die Menge der pro Zeiteinheit zugeführten Luft eingestellt werden kann. In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Sauglanze 2 erfolgt die Einstellung der Größe der Luftansaugöffnung 3 durch axiale Verschiebung des Innenrohrs 2a gegenüber dem Außenrohr 2b.
In der Ausführungsform gemäß 3 ist die Größe der Luftansaugöffnung 3 dabei durch den axialen Abstand von dem oberen Ende des Außenrohres 2b und einer Aufdickung 23 des Innenrohres 2a bestimmt. Je geringer der axiale Abstand von Aufdickung 23 und oberem Ende des Außenrohres, desto kleiner ist der Querschnitt der Luftansaugöffnung 3 und desto geringer ist die über den Ringspalt 21 geförderte Menge an Luft.
Die Aufdickung 23 ist fest mit dem Innenrohr 2a verbunden oder daran angeformt. Durch eine axiale Verstellung des Innenrohres 2a gegenüber dem Außenrohr 2b kann der Abstand der Aufdickung 23 vom oberen Ende des Außenrohres 2b verändert werden. Bei einer Verstellung verändert sich daher der Querschnitt der Luftansaugöffnung 3 sowie gleichzeitig auch der Abstand der Ansaugöffnung 20 gegenüber dem unteren Ende des Außenrohres 2b.
Alternativ kann die Aufdickung 23 jedoch auch lösbar bzw. axial verschieblich auf dem Innenrohr 2a befestigt sein, z.B. über eine Klemmschraube. Dadurch kann der Querschnitt der Luftansaugöffnung 3 unabhängig vom axialen Abstand der Ansaugöffnung 20 gegenüber dem unteren Ende des Außenrohres 2b eingestellt werden.
Der Querschnitt der Luftansaugöffnung 3 kann jedoch alternativ auch über ein in der Luftansaugöffnung 3 angeordnetes Drosselventil, eine Drosselklappe oder ein Drosselschieber verändert werden.
In einer in 4 dargestellten Variante einer Sauglanze kann die oder jede Luftansaugöffnung 3 unveränderlich ausgebildet sein, z.B. als radiale Bohrung im Außenrohr. Dadurch ist eine axiale Verschiebung des Innenrohrs 2a gegenüber dem Außenrohr 2b möglich, ohne dabei gleichzeitig die Größe/Querschnitt der Luftansaugöffnung(en) 3 zu ändern. In der in 4 dargestellten Variante sind das Innenrohr 2a und das Außenrohr 2b über ein Verbinderteil 24 miteinander verbunden. Dabei ist das Verbinderteil 24 mit dem Außenrohr 2b fest verbunden und das Innenrohr 2a axial beweglich in dem Verbinderteil 24 gelagert.
Über die Regulierung der Luftzufuhr in das Innenrohr 2a der Sauglanze 2 kann die Saugkrafteinstellung und damit die pro Zeiteinheit geförderte Materialmenge sehr genau eingestellt werden.
Durch Unterdruck wird der Feststoff aus dem Vorratsbehälter 1 über die Sauglanze 2, die Saugleitung 6 und den Materialeinlauf 60 in den Mischbehälter 100 gefördert. Der Unterdruck wird über eine Saugvorrichtung 17 erzeugt. Die Saugvorrichtung 17 weist bspw. eine Saugerturbine auf, die über eine Absaugleitung 14 mit dem Mischbehälter 100 verbunden ist. Bei aktivierter Saugvorrichtung 17 wird daher im Mischbehälter 100 ein Unterdruck erzeugt. Der Unterdruck pflanzt sich über den Materialeinlauf 60, die Saugleitung 6 und das Innenrohr 2a in den Vorratsbehälter 1 fort. In im Wesentlichen gleichwertigen Ausführungsalternativen kann die Saugvorrichtung 17 auch ganz allgemein als Vakuumvorrichtung, und insbesondere als Seitenkanalverdichter, ausgestaltet sein.
Über den durch die Luftansaugöffnung 3 atmosphärisch verbunden Ringspalt der Sauglanze 2 wird Umgebungsluft durch den Ringspalt bis zur Spitze bzw. Materialansaugöffnung 20 der Sauglanze 2 gesaugt. Die angesaugte Luft verwirbelt dort befindliches Material und fördert den so fluidisierten Feststoff über das als Saugrohr dienendes Innenrohr 2a in die Saugleitung 6.
In dem ersten Betriebsmodus wird solange Material durch die Sauglanze 2 gefördert, wie die Saugvorrichtung 17 aktiviert ist bzw. Unterdruck vorherrscht und dieser Unterdruck auch in der Sauglanze 2 respektive dem Vorratsbehälter 1 zur Verfügung steht. Eine Materialförderung kann also dadurch unterbrochen werden, dass entweder die Saugvorrichtung 17 deaktiviert wird oder der Unterdruck im Vorratsbehälter 1 bzw. dem Saugrohr 2a auf andere Weise aufgehoben wird.
Für eine schnelle Unterbrechung des Unterdrucks in der Saugleitung 6 und damit im Innenrohr 2a der Sauglanze 2 ist eine Sperreinrichtung 7 vorgesehen. Nach dem Ausführungsbeispiel der 1 ist diese Sperreinrichtung 7 an der Oberseite des Mischbehälters 100 angeordnet. Die Sperreinrichtung 7 sperrt die Verbindung zwischen dem Luftzulauf 80 des Mischbehälters 100 und der Atmosphäre bzw. der Umgebungsluft.
Ist die Sperreinrichtung 7 offen, so ist das Innenvolumen des Mischbehälters über den Luftzulauf 80 atmosphärisch verbunden. Dadurch kommt es zu einem Strömungsabriss in der Saugleitung 6, wodurch auch der Unterdruck in der Saugleitung 6 wegfällt. Die Förderung bzw.
Eindosierung des Materials aus dem Vorratsbehälter 1 in den Mischbehälter 100 wird dadurch schlagartig unterbrochen.
Wird die Saugvorrichtung 17 bei offener Sperreinrichtung 7 weiter betrieben, wird (Raum)Luft über den Luftzulauf 80 durch den Mischbehälter in die Absaugleitung 14 gefördert. Die Saugvorrichtung 17 weist weiter einen Luftfilter 15 zur Luftaufbereitung auf. Bei dem Luftfilter 15 kann es sich um einen Aktivkohlefilter handeln, der mit einem Partikelfilter zur Ausfilterung von Schwebstoffen und Aerosolen kombiniert ist. Dadurch kann sowohl die im Innenbehälter des Mischbehälters 100, im Vorratsbehälter 1 und in der Saugleitung 6 befindliche Luft als auch die von außen eingesaugte (Raum)Luft aufbereitet, d.h. von Gerüchen, Gasen und Schwebstoffen gereinigt, werden. Der Luftfilter ist hier im Vorlauf der Saugvorrichtung 17 angeordnet. Möglich wäre aber auch die Luftaufbereitung durch den Filter 15 im Nachlauf der Saugvorrichtung 17 anzuordnen, wozu der Luftfilter auch außerhalb und stromabwärts der Saugvorrichtung 17 platziert werden kann. Eine im Vorlauf platzierte Luftaufbereitung hat den Vorteil, dass insbesondere im Absaugstrom befindliche Feststoffpartikel im Luftfilter festgehalten und daher nicht bis in die Saugvorrichtung 17 gelangen können. Dadurch kann eine Beschädigung bzw. Verschleiß der Saugvorrichtung 17 verhindert oder zumindest reduziert werden kann.
Nach einer gewissen Nachlaufzeit kann die Saugvorrichtung 17 deaktiviert und die Sperrvorrichtung 7 geöffnet werden. Die Saugvorrichtung kann auch ohne Nachlaufzeit sofort bei Erreichen der gewünschten Eindosiermenge an Material deaktiviert werden
Die derart betriebene Dosier- und Mischanlage kann auf vorbeschriebene Weise zum Fördern und Dosieren von Material in den Mischbehälter 100 genutzt werden (erster Betriebsmodus).
Die Dosier- und Mischanlage kann jedoch auch verwendet werden, um Raumluft über den Luftfilter 15 aufzubereiten (zweiter Betriebsmodus). Hierzu ist vor Aktivierung der Saugvorrichtung 17 die Sperreinrichtung 7 geöffnet, so dass Luft über den Luftzulauf 80 durch den Mischbehälter 100 in die Absaugleitung 14 und den Luftfilter 15 strömt. Dadurch kann eine Luftaufbereitung auch unabhängig von einer Materialförderung erreicht werden.
Die Luftaufbereitung kann dabei je nach Bedarf betrieben werden, insbesondere periodisch in Intervallen für eine gewisse Dauer. Bei häufiger Suspensionsaufbereitung und/oder bei kleinen Betriebsräumen der Dosier- und Mischanlage können die Intervalle kürzer und/oder die Dauern D länger sein. beispielsweise bewegen sich die Intervalle I in einem Rahmen von 2 bis 60 Minuten und die Dauern zwischen 5 bis 120 Sekunden.
Die Sperreinrichtung 7 ist bspw. als federvorbelastetes Magnetventil ausgeführt. Aufgrund kurzer Ansprechzeiten eignet sich ein Magnetventil für eine schnelle Ansteuerung und damit eine sehr genaue Regelung der Dosierungsleistung.
Die Sperreinrichtung 7 ist im Beispiel NO-logisch (normaly open) ausgeführt, d.h. sie ist im Ruhezustand stets geöffnet und wird durch Energiezufuhr geschlossen.
Weiterhin ist der Einlass der Absaugleitung 14, d.h. die Luftabsaugstelle 13, in dieser Ausführungsform vorteilhaft höher und seitlich versetzt positioniert als der Materialzulauf 60 und ebenso vorteilhaft höher und seitlich versetzt positioniert als der Luftzulauf 80. Dadurch sind bei geöffneter wie bei geschlossener Sperrvorrichtung 7 die Luftverwirbelungen im Mischbehälter 100 größer, was zu einem besseren Luftaustausch führt. Bei geschlossener Sperrvorrichtung 7 kann während der Materialförderung das ungewollte Absaugen von Material in die Absaugleitung 14 vermieden werden, da durch die erhöhte Luftabsaugstelle 13 kein oder zumindest weniger Material in die Absaugleitung 14 eingesogen wird und das Material sicher im Mischbehälter 100 absinkt.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die Sperrvorrichtung 7 nicht mit einem separaten Luftzulauf 80 am Mischbehälter 100 ausgebildet, sondern in bzw. an der Saugleitung 6 ausgebildet. Die Sperrvorrichtung 7 teilt die Saugleitung 6 damit in einen ersten Abschnitt 6a und einen zweiten Abschnitt 6b. Die Sperreinrichtung 7 kann dabei an nahezu beliebiger Stelle längs der Saugleitung 6 platziert werden.
Durch eine Platzierung in bzw. an der Saugleitung 6 kann während einer Luftaufbereitung (zweiter Betriebsmodus) der erzeugte Luftstrom Kondenswasser nicht nur aus dem Mischbehälter 100, sondern zusätzlich auch aus dem zweiten Abschnitt 6b entfernen. Weiterhin kann die Sperreinrichtung 7 von dem Mischbehälter beabstandet sein. Dadurch ist die Sperreinrichtung 7 insbesondere keinem Spritzwasser und weniger Feuchte aus dem Inneren des Mischbehälters 100 ausgesetzt.
In dem Ausführungsbeispiel der 2 ist die Sperreinrichtung 7 außerdem nur mittelbar mit der Saugleitung 6 über eine Luftschleuse 70 verbunden. Die Luftschleuse 70 teilt die Saugleitung 6 in einen ersten Abschnitt 6a und einen zweiten Abschnitt 6b. In einer luftdichten Kammer sind der erste Abschnitt 6a und der zweite Abschnitt 6b der Saugleitung 6 dabei offen fluidisch miteinander verbunden, hier in Form einer Stutzen-Trichter-Anordnung 71. Analog dem Ausführungsbeispiel 1 kann über das Betätigen der Sperreinrichtung 7 eine atmosphärische Verbindung zwischen der Luftschleuse 70 und der Umgebung hergestellt werden und dadurch ein Strömungsabriss im ersten Abschnitt 6a der Saugleitung 6 bewirkt werden. Entsprechend wird die Luft aus der Umgebung über die Luftschleuse 70 über den zweiten Abschnitt 6b und den Luftzulauf 80 in den Mischbehälter 100 eingesaugt und über die Absaugleitung 14 und den Luftfilter 15 wieder entfernt. Durch die Luftschleuse 70 kommt die Sperrvorrichtung 7 mit dem geförderten Material im Wesentlichen nicht mehr in Kontakt. Dadurch kann insbesondere ein Zusetzen der Sperrvorrichtung mit rieselfähigem Material oder Teilen davon (Staub) weitestgehend unterbunden werden. Darüber hinaus kann der Querschnitt des Luftzulaufes 80 auch unabhängig vom Querschnitt der Saugleitung 6 gewählt werden. Zweckmäßig kann die Sperreinrichtung 7 außerdem an einem höchsten Punkt des Gehäuses der Luftschleuse 70 angeordnet sein. Dadurch kann warme, feuchte Luft bei geöffneter Sperreinrichtung aus dem System entweichen.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind Luftzulauf 80 und Materialzulauf 60 identisch. Dadurch wird auch bei der Luftaufbereitung ohne Materialförderung der Materialzulauf 60 mitgereinigt, so dass die Saugleitung 6 bzw. Materialzulauf von Luftfeuchte bzw. Kondenswasser gereinigt wird und ein Zusetzen bzw. Zuwachsen des Materialzulaufs mit Ablagerungen verhindert oder zumindest verringert werden kann.
Die Stutzen-Trichter-Anordnung 71 ist in diesem Ausführungsbeispiel vertikal angeordnet. Dadurch kann Fehlleitung des rieselfähigen Feststoffes vermieden oder zumindest verringert werden.
Durch die derart ausgebildete Dosier- und Mischanlage kann ferner ein für die Förderung von Material unter Unterdruck zu setzendes Unterdruckvolumen verringert, das Gehäuse des Mischbehälters 100 stabiler ausgeführt und damit die Saugleistung der Saugvorrichtung 17 verringert werden.
Weiterhin ist die Luftschleuse 71 in diesem zweiten Ausführungsbeispiel stromabwärts hinter einem höchsten Punkt P der Saugleitung angeordnet. Bei fehlendem Unterdruck fällt stromaufwärts des Punkts P befindliches Material zurück in den Vorratsbehälter 1 während stromabwärts von Punkt P befindliches Material über die Stutzen-Trichter-Anordnung 72 in den Mischbehälter 100 fällt.
Der übrige Aufbau der Dosier- und Mischanlage ist ansonsten gleichlaufend zum Ausführungsbeispiel der 1. Zur Förderung des rieselfähigen Feststoffs ist die Sperreinrichtung 7 entsprechend geschlossen, so dass der Feststoff bei aktivierter Saugvorrichtung 17 über den Stutzen des ersten Abschnitts 6a in den zweiten Abschnitt 6b fällt und in den Mischbehälter 100 transportiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Vorratsbehälter
2: Sauglanze
2a,: Innenrohr der Sauglanze
2b: Außenrohr der Sauglanze
3: Lufteinlass Sauglanze
4: Messeinrichtung
5: Vibrationseinrichtung
6: Saugleitung
6a: Saugleitung (erster Abschnitt)
6b: Saugleitung (zweiter Abschnitt)
7: Sperreinrichtung
9: Treibwasserpumpe Wasserbefüllung
10: Mischvorrichtung (Rührwerk)
12: Füllstandsmesser
13: Luftabsaugstelle
14: Absaugleitung
15: Filter zur Abluft- und Raumluftaufbereitung
17: Saugvorrichtung (Vakuumerzeuger)
20: Materialansaugöffnung (des Innenrohres 2a)
21: Ringspalt
22: Durchgangsöffnung (des Innenrohres 2a)
23: Aufdickung (des Innenrohres 2a)
24: Verbindungsteil (für Innen- und Außenrohr 2a, 2b)
60: Materialzulauf
70: Luftschleuse
71: Stutzen-Trichter-Anordnung
80: Luftzulauf
90: Wasserzulauf
100: Mischbehälter
P: geodätisch höchster Punkt der Saugleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20140269153 [0004]

Claims

Dosier- und Mischanlage zur Herstellung einer chlorhaltigen Lösung oder Suspension aus einem chlorhaltigen, rieselfähigenFeststoff, mit einem Wasserzulauf (90) und einem Materialzulauf (60) für den rieselfähigen Feststoff aufweisenden Mischbehälter (100), einem den rieselfähigen Feststoff vorhaltenden Vorratsbehälter (1), eine den Mischbehälter und den Vorratsbehälter (1) verbindende Saugleitung (6), einer am Mischbehälter ansetzenden Saugvorrichtung (17) zur Erzeugung eines Ansaugdrucks zur Förderung des rieselfähigen Feststoffs in den Mischbehälter (100) und einer Sperreinrichtung (7) zur selektiven Verbindung des Mischbehälters (100) mit der Umgebungsluft zur Unterbrechung der Förderung des rieselfähigen Feststoffs in den Mischbehälter (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung (17) Luft aus der Umgebung ansaugt, durch welche die Ansaugung des rieselfähigen Feststoffs aus dem Vorratsbehälter (1) steuerbar ist und dass der Saugvorrichtung (17) im Vor- oder Nachlauf ein Luftfilter (15) zugeordnet ist, so dass die von der Saugvorrichtung angesaugte Luft gefiltert und insbesondere von Chlorbestandteilen befreit werden kann.
Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Mischanlage eine Steuereinrichtung (S) zur Ansteuerung der Saugvorrichtung (17) und der Sperreinrichtung (7) umfasst, wobei die Steuereinrichtung (S) zur Ansteuerung der Saugvorrichtung und der Sperreinrichtung in einem ersten Betriebsmodus zur Förderung des rieselfähigen Feststoffs bei geschlossener Sperreinrichtung (7) und einem zweiten Betriebsmodus zur Aufbereitung der Raumluft und der Behälterluft bei geöffneter Sperreinrichtung (7) eingerichtet ist, wobei der erste Modus unabhängig von dem zweiten Modus erfolgt.
Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Mischanlage Mittel zur bedarfsgerechten Bereitstellung der chlorhaltigen Lösung oder Suspension umfasst.
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Mischanlage zur Förderung der chlorhaltigen Lösung oder Suspension in ein oder mehrere Schwimmbecken eine Entnahmevorrichtung, welche bevorzugt wenigstens eine Venturidüse und/oder eine Peristaltikpumpe enthält, umfasst.
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialzulauf (60) in den Mischbehälter (100) von einem Luftzulauf (80) in den Mischbehälter (100) bei geöffneter Sperreinrichtung (7) verschieden ist.
Dosier- und Mischanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialzulauf (60) in den Mischbehälter (100) mit dem Luftzulauf (80) identisch ist.
Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (7) in Beförderungsrichtung des rieselfähigen Feststoffs gesehen hinter einem höchsten Umkehrpunkt (P) der Saugleitung (6) angeordnet ist.
Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (7) über eine Luftschleuse (70) der Saugleitung (6) zugeordnet und von der Saugleitung (6) beabstandet angeordnet ist, wobei die Luftschleuse (70) die Saugleitung (6) in zwei Teilabschnitte (6a, 6b) teilt.
Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilabschnitte (6a, 6b) der Saugleitung (6) in der Luftschleuse (70) über eine Stutzen-Trichter-Anordnung (71) einander zugeordnet sind, wobei der eine Teilabschnitt der Saugleitung einen Stutzen aufweist und der andere Teilabschnitt einen Trichter umfasst, der unterhalb des Stutzens und im Abstand zu diesem angeordnet ist.
Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (7) unmittelbar am Mischbehälter, insbesondere an der Oberseite des Mischbehälters, angeordnet ist.
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (7) als ein schaltbares Ventil, insbesondere als ein durch einen Zuganker magnetisch betätigbares Ventil, ausgebildet ist.
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Mischanlage zumindest einen berührungslosen Füllstandsmesser (12), insbesondere in Form eines Ultraschallsensors, umfasst.
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Mischanlage eine Aufnahme enthält, in welcher der Vorratsbehälter (1) insbesondere schräg einstellbar ist.
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Mischanlage eine Messeinrichtung (4) zur Erfassung der entnommenen Menge an rieselfähigem Feststoffs in dem Vorratsbehälter (1) umfasst.
Dosier- und Mischanlage nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme mit einer Vibrationseinrichtung (5) gekoppelt ist.
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Mischanlage eine in den Vorratsbehälter (1) eintauchbare Sauglanze (2) umfasst, welche an ihrem eintauchbaren Ende eine Materialansaugöffnung (20) zum Ansaugen des rieselfähigen Feststoffs sowie axial davon beabstandet eine Luftansaugöffnung (3) zum Ansaugen von Luft aus der Umgebung aufweist.
Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauglanze (2) ein Innenrohr (2a) und ein Außenrohr (2b) umfasst, wobei das Innenrohr (2a) und das Außenrohr (2b) konzentrisch und radial voneinander beabstandet sowie in axialer Richtung gegeneinander verschieblich angeordnet sind und wobei das Innenrohr (2a) zum Ansaugen des rieselfähigen Feststoffs aus dem Vorratsbehälter (1) dient und in den sich zwischen dem Innenrohr (2a) und dem Außenrohr (2b) ausbildenden Ringspalt (21) Luft aus der Umgebung angesaugt wird.
Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Außenrohr (2b), insbesondere in einem oberen Abschnitt, wenigstens eine Luftansaugöffnung (3) und in dem Innenrohr (2a), insbesondere in einem unteren Abschnitt, wenigstens eine Durchgangsöffnung (22) eingebracht ist, wobei durch die Luftansaugöffnung (3) Luft aus der Umgebung angesaugt wird, welche durch die Durchgangsöffnung (22) in das Innenrohr (2a) gelangen kann.
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei die pro Zeiteinheit aus der Umgebung angesaugte Luftmenge einstellbar ist, insbesondere durch axiale Verschiebung des Innenrohrs (2a) gegenüber dem Außenrohr (2b).
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Mischanlage mindestens zwei Vorratsbehälter und eine Gebindeumschaltung umfasst, wobei durch die Gebindeumschaltung der Vorratsbehälter angesteuert wird, aus welchem rieselfähiger Feststoff in den Mischbehälter gefördert wird.
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Mischanlage eine insbesondere als Einfach- oder Mehrfachpropellor ausgestaltete Mischvorrichtung (10) aufweist.
Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehsinn der Mischvorrichtung (10) während der Herstellung und/oder der Bereitstellung einer chlorhaltigen Lösung oder Suspension umschaltbar ist oder umgeschaltet wird.
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Mischanlage einen Raumluftsensor aufweist.
Dosier- und Mischanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, die Saugvorrichtung (17) bei geöffneter Sperreinrichtung (7) zur Aufbereitung der Raumluft und der Behälterluft in vorgegebenen Intervallen und für eine vorgegebene Dauer zu aktivieren.
Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine vorprogrammierte oder programmbare Zeituhr zur Betätigung der Saugvorrrichtung in Intervallen zwischen 2 bis 60 Minuten, insbesondere 10 bis 20 Minuten, für eine Dauer von 5 bis 120 Sekunden, bevorzugt 10 bis 30 Sekunden, umfasst.