DE2143959C2 - Pumpeinrichtung für Tankräume in Schiffen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Pumpeinrichtung für Tankräume in Schiffen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Einrichtungen verhindern den Einbruch von Gasen, insbesondere Luft, in die Ladungspumpe und deren Saugsystem. Sie stellen ein wirksames Mittel gegen den schädlichen Einfluß von Saugwirbeln vor allem bei hohen Pumpenleistungen dar und ermöglichen einen störungsfreien Pumpbetrieb auch bei relativ «o geringen Standhöhen der Flüssigkeit. Meistens bestehen solche Ladesysteme aus mehreren, oft aus vier Hauptladungspumpen und aus einem davoti unabhängigen Nachlenz- oder Strippingsystem. Sobald beim Lenzen der Tankräume wegen der nur noch geringen Standhöhe der Flüssigkeit Gaseinbrüche an der Hauptladungspumpe zu befürchten sind, erfolgt die weitere Entleerung nur noch über die Nachlenzvorrichtung. Die erhebliche Verteuerung der Installation durch diese Nachlenzvorrichtung sowie der erhebliche Zeitaufwand zum Nachlenzen haben deshalb schon zu der Lösung geführt, eine Restmenge ständig in den Tanks zu belassen, um auf die Nachlenzvorrichtung verzichten zu können. Bei Schiffen führt dies jedoch zu Schwierigkeiten, weil die Tankräume als Wechseltanks, z. B. für Ballastwasser, benutzt sind, so daß andere, ebenfalls teure Vorkehrungen zur Übernahme von Ballast getroffen werden müssen. Reduziert wird dabei natürlich auch die wirksame Ladekapazität eines Schiffes. ω

Bekannt sind aber auch Pumpeinrichtungen für den genannten Zweck, bei denen jede Hauptladungspumpe mit einer eigenen Einrichtung zur Verhinderung von Gaseinbrüchen kombiniert ist und die somit auch für die Entfernung geringer Restmengen bei niedrigem Flüssigkeitsstand (Nachlenzen) benutzt werden können. Bei diesen Einrichtungen ist in die Saugleitung jeder Ladungspumpe ein Separatortank eingebaut, der Gaseinschlüssen im Förderstrom das Ausperlen und Ansammeln in seinem oberen Teil ermöglicht Seine Oberseite ist durch eine Leitung mit einem Vakuumtank verbunden, der seinerseits an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist Die Steuerung besteht aus zwei im Separatortank übereinander angeordneten und darin vom Flüssigkeitsspiegel beeinflußten Elektroden- oder auch Schwimmerschaltern. Sinkt der Flüssigkeitspegel im Separator infolge Gaseinbruchs bis auf den unteren der beiden Schalter ab, so wird über eine Reduzierstation die Antriebsturbine der Ladungspumpe heruntergeschaltet, um die Fördermenge der Pumpe zu drosseln, und gleichzeitig wird die Vakuumpumpe eingeschaltet sowie ein Ventil in der Leitung zwischen Separatortank und Vakuumtank geöffnet, so daß das Gas aus dem Separatortank abgesaugt wird und der Flüssigkeitsspiegel im Separatortank wieder ansteigt. Erreicht er den oberen Schalter, schaltet die Schaltung auf die Ausgangslage zurück. Nachteilig ist vor allem die Abhängigkeit des Vakuumteils von den Schaltern im Separatortank und die Fördermengenreduzierung durch Verringerung der Drehzahl der Pumpenantriebsturbine, jedoch ist es auch bekannt, die Regelung des Fördeistromes durch Rückführung eines Teilstroms in einer Bypassleitung vorzunehmen und einen Ejektor zur Wiedereinführung des Teilstromes in die Förderleitung zu verwenden (DE-OS 17 56 458).

Es ist Aufgabe der Erfindung, Pumpeneinrichtungen mit den eingangs erwähnten Merkmalen in der Weise auszubilden, daß bei einer vorzugsweise vollkommen explosionsgeschützten Bauweise ständig ein Vakuumvorrat in einer unabhängig von der Anlage bestimmbaren Höhe vorhanden ist, um ein etwa verzögerungsfreies Ansprechen der Einrichtung bei eventuellen Gaseinbrüchen zu erreichen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Pumpeinrichtung mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

Bei dieser Ausbildung der Schaltautomatik wird unabhängig von den Betriebsbedingungen der Ladungspumpe ständig ein größerer Vakuumvorrat im Vakuumtank bereitgehalten. Dazu werden die Schaltorgane der Schaltautomatik der Vakuumpumpe als Schwimmerschalter ausgebildet und in der Nachsaugeleitung des Vakuumtanks angeordnet, welche an den tiefer gelegenen Nachsaugetank angeschlossen ist. Dadurch kann die Vakuumhöhe in Anpassung an gewünschte Wirkungen unabhängig bestimmt werden. Bei eventuellen Gaseinbrüchen und dem öffnen des Ventils in der Vakuumleitung zwischen Vakuumtank und Separatortank steht dann das Vakuum sofort in voller Höhe zur Aufnahme des Gases aus dem Separatortank zur Verfügung, so daß das Gas schnell und ohne Verzögerung abgeführt wird. Hiermit verbunden ist auch der Vorteil, daß mehrere Ladungspumpen an eine Vakuumanlage angeschlossen werden können, d. h., eine Vakuumpumpe mit Vakuumtank ist ausreichend, um Gase aus den Separatortanks mehrerer Ladungspumpen aufzunehmen. Bei mehreren Ladungspumpen sind jedoch auch mehrere Vakuumpumpen zu empfehlen, um eine feinfühlige Anpassung zu erreichen. Ein für alle Ladungspumpen gemeinsamer Vakuumtank entsprechender Größe mit mehreren angeschlossenen Vakuumpumpen ist jedoch ausreichend. Die Anordnung der Schaltungsorgane in einer Nachsaugeleitung des Vakuumtanks bietet gleichzeitig den sehr wesentlichen Vorzug, daß diese Nachsaugeleitung als Falleitung an der tiefsten Stelle des Vakuumtanks angeschlossen

werden kann, damit sie gleichzeitig zur armaturenfreien, absolut verzögerungsfreien Ableitung des Kondensators aus dem Vakuumtank wirksam ist. Gegenüber dem Bekannten werden dazu sonst erforderliche Einrichtungen mit besonderen Armaturen vollkommen eingespart Das Kondensat gelangt unmittelbar in die ständig offene Falleitung und kann daher in jeder beliebigen Menge und jederzeit sofort abfließen. Dadurch ist das Volumen des Vakuumtanks stets vollständig wirksam. Unten ist die Nachsaugeleitung an einen Naehsaugebehalter mit W.-^serfüllung anschließbar. Die bevorzugte Ausführung sieht Wasserringpiimpen als Vakuumpumpen vor, welche aus Sicherheitsgründen hydraulisch angetrieben werden und deren Betriebswasserausstoß in den Nachsaugebehälter abgeführt werden kann, so daß letzterer ständig mit Wasser versorgt wird. Andere Vakuumpumpen, insbesondere Ejektoren, sind ebenfalls geeignet. In Verbindung mit ohne elektrische Energie arbeitenden, die Schaltorgane in der Automatik der Vakuumpumpe bildenden, Schwimmersch<»ltern und vorzugsweise pneumatisch betätigten Absperrventilen erhält man bei hydraulisch angetriebenen Wasserringpumpen eine Anordnung, die frei von elektrischer Energie arbeitet und daher besonders für die explosionsgeschützte Installation geeignet ist.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist auf der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel teils stark schematisiert dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 das Schema einer Pumpeinrichtung mit mehreren Pumpen und zugehörigen Nachlenzeinrich-Hingen, von denen jedoch nur eine gezeichnet ist,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch einen Separatortank,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch einen Vakuumtank und

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch einen Nachsaugetank.

Vor dem Saugstutzen einer jeden Ladungspumpe 1. welche in beliebiger Weise, z. B. durch eine Turbine, angetrieben sein kann, ist ein Separatortank 2 angeordnet, dessen Ausbildung sich aus der Fig.2 ergibt. Die Einmündung 3 der Saugleitung liegt in der u-teren Hälfte des Separatortanks. Demgegenüber etwas tiefer ist der Saugstutzen 4 der Ladungspumpe 1 an den Separatortank angeschlossen, wobei ein trichterförmig erweitertes Ansaugstück 5 (F i g. 2) in den Separatortank hineinragt. Auf der gegenüberliegenden Seite mündet die Bypassleitung 6 in den Separatortank, welche mit einer sich verengenden Düse 7 (F i g. 2) in das trichterförmig erweiterte Ansaugstück 5 eingreift, um so eine Ejektorwirkung hervorzurufen. Die Bypassleitung 6 weist ein pneumatisch betätigbares Absperrventil 8 auf und mündet andererseits hinter der Ladungspumpe 1 in deren Druckleitung 9. Ein horizontal angeordnetes Siebblech 10 unter'eilt den Separatortank in zwei Kammern und begünstigt das Ausperlen eingebrochener Gase sowie deren Ansammlung in der oberen Kammer. In letzterer ist weiter ein Schwimmerschalter 11 angeordnet, der in der unteren Schaltstellung das Absperrventil 8 in der Bypassleitung und ein weiteres Ventil 12 in der oben an den Separatortank angeschlossenen Vakuumleitung 13 öffnet und in der oberen Schaltstellung beide Ventile 8 und 12 schließt. Dabei können die Ventile mit besonderen Antrieben versehen sein, die z. B. für langsame stetige Öffnung der Ventile oder andere Öffnungscharakteristiken sorgen. Die Vakuumleitung 13 weist ein Rückschlagventil 14 auf und mündet in einen Vakuumtank 15 (F i g. 3), welcher durch eine als Wasserringpumpe ausgebildete Vakuumpumpe 16 evakuiert wird. An den Vakuumtank 15 können gleichzeitig mehrere Vakuumleitungen 13a, 136, 13c angeschlossen sein, die zu den Separatortanks anderer Ladungspumpen eines Ladungssystems führen, welches oftmals aus vier Hauptladungspumpen besteht. Zur individuellen Anpassung ist die Anordnung mehrerer Vakuumpumpen 16a, 16Zj, 16c auf einem gemeinsamen Vakuumtank 15 eventuell vorteilhaft, um auch die Sicherheit bei Defekten einer Vakuumpumpe zu erhöhen. Ein Rückschlagventil 14a, 14i>, 14c in jeder der Vakuumleitungen 13a, 13/3,13c verhindert, daß sich plötzliche und starke Gaseinbrüche an einer Ladungspumpe 1 an den anderen Ladungspumpen auswirken können.

An der Unterseite des Vakuumtanks ist eine Nachsaugeleitung 27 angeschlossen, in welcher mit einem gewissen Abstand übereinander zwei Schwimmerschalter 18 und 19 angeordnet sind, von denen der untere die Vakuumpumpe 16 einschaltet und der obere die Vakuumpumpe ausschaltet. Die Nachsaugeleitung 17 mündet in einen tiefer angeordneten Nachsaugetank 20 (Fig.4), der bis zum oben offenen Ende eines von unten in ihn hineinragenden Überlaufrohres 21 mit Wasser gefüllt ist. Dadurch wird für den Vakuumtank eine von der Ladungspumpenanlage unabhängige Niveausteuerung erreicht. Die Vakuumhöhe kann allein durch entsprechende Höhenlage der beiden Schwimmerschalter 18 und 19 bestimmt werden. Zur Wasserversorgung des Nachsaugetanks 20 kann die Entlüftungsleitung 22 der Vakuumpumpe 16 eine in den Nachsaugetark zurückgeführte Zweigleitung 23 aufweisen, die das von der Vakuumpumpe ausgestoßene Betriebswasser in den Nachsaugetank 20 leitet. Die Anordnung nach Fig. 1 zeigt sehr deutlich den erfindungsgemäßen Vorteil, daß die Nachsaugeleitung 17 an der tiefsten Stelle des Vakuumtanks 15 angeschlossen werden kann, um gleichzeitig als Falleitung zur Ableitung des Kondensats aus dem Vakuumtank zu wirken, so daß das Kondensat vollkommen ohne Benutzung von Armati'ren verzögerungsfrei aus dem Vakuumtank abgeleitet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Pumpeinrichtung für Tankräume in Schiffen, mit wenigstens einer Ladungspumpe und einer Nachlenzvorrichtung aus einem in der Saugleitung angeordneten Separatortank, einem an dessen Oberseite angeschlossenen Vakuumtank mit Vakuumpumpe und einer Schaltautomatik für die Vakuumpumpe sowie mit einer im Querschnitt in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsspiegel im Separatortank regelbaren Bypassleitung zur Fördermengenbegrenzung der Ladungspumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltautomat für die Vakuumpumpe (16) aus einer Nachsaugeleitung (17) des Vakuumtanks (15), die an einen tiefer angeordneten Nachsaugetank (20) angeschlossen ist, und aus in der Nachsaugeleitung (17) übereinander angeordneten Schwimmerschaltern (18,19) besteht.

2. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachsaugeleitung (17) als Falleitung zur Kondensatableitung an der tiefsten Stelle des Vakuum tanks (15) angeschlossen ist.

3. Pumpeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulisch angetriebene Wasserringpumpen als Vakuumpumpen (16) und lediglich pneumatisch betätigte Absperrventile (8,12) vorgesehen sind.