DE2306321C3 - Einrichtung zum Erhöhen des Mengenstromes durch Ablauf rohre · - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erhöhen des Mengenstromes durch Ablaufrohre wie sie im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 beschrieben ist.

Bei Fallrohren für barometrisches Ausschleusen für Flüssigkeiten, z.B. aus Behältern mit reduziertem Innendruck, ist der Mengenstrom, wie Versuche gezeigt haben, nicht immer vorausberechenbar, insbesondere dann nicht, wenn große Volumenstromdichten aulftreten. Modellversuche in kleinerem Maßstab sind in diesen Fällen nicht auswertbar, da sie die besonderen Verhältnisse nicht übertragbar angeben können.

Beim Ausschleusen von Flüssigkeiten aus eimern Behälter, insbesondere beim barometrischen Ausschleusen von Flüssigkeiten, bildet sich im Ablaufrohr eine zweite Oberfläche aus. Eine Behinderung des Ausströmvorganges tritt dann auf, wenn die ausströmende Flüssigkeitsmenge den Gasraum über dieser Oberfläche im Fallrohr gegenüber dem Gasraum über der Flüssigkeit im Behälter abschließt. Im Ergebnis bildet sich also im oberen Teil des Fallrohres eine Gasblase oder ein Gasraum aus, welcher den effektiv zur Verfügung stehenden Durchströmquerschnitt des Fallrohres verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Behinderung des Ausströmvorganges durch qwerschnittsverengende Gasansammlungen im Fallrohr teilweise oder vollständig zu beseitigen,

Diese Aufgabe wird bei den eingangs beschriebenen Einrichtungen erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 bzw. 2 beschriebenen Merkmale gelöst.

Durch die Herstellung einer Verbindung zwischen dem Raum, in dem sich die Gasblase ausbildet, und dem Gasraum im Bebälter wird erreicht, daß dia Gasblase in

to ihrer Ausdehnung verringert wird oder gänzlich verschwindet

In gleicher Weise kann die Ausdehnung der Gasblase dadurch verringert werden, daß das sich hier ansammelnde Gas mittels einer externen Pumpe abgesaugt

is wird.

Aufgrund der prinzipiellen neuen Erkenntnis, daß der Ausströmvorgang durch die Ausbildung einer Gasblase behindert wird, wird es also mit konstruktiv relativ einfachen Mitteln möglich, die Ausströmmenge zu erhöhen — und in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch Veränderung des Querschnitts der Absaugleitung auch zu steuern.

Aus der deutschen Patentschrift 5 47 602 ist ein Ablaufrohr bekannt, welches ebenfalls eine rohrförmige Verbindung zwischen dem Gasvolumen im Behälter und einem Bereich im Ablaufrohr zeigt. Jedoch dient diese Rohrverbindung keineswegs der Entfernung einer den Querschnitt verengenden, unerwünschten Gasblase, sondern der Gastransport erfolgt im Gegenteil in umgekehrter Richtung, denn durch dieses Rohr soll erreicht werden, daß das im Gasraum des Behälters befindliche Gas durch die strömende Flüssigkeit verstärkt mitgenommen wird, indem das Gas in einen Bereich erhöhter Strömungsgeschwindigkeit eingeleitet wird.

Es ist auch bereits bekannt, den Strom einer fließenden Flüssigkeit ar. Stellen, an denen der Strömungskanal eine plötzliche Erweiterung aufweist, dadurch zu beeinflussen, daß in dem Erweiterungsbereich ein Teil der fließenden Flüssigkeit abgesaugt wird. Zweck dieser Absaugung ist die Beeinflussung eines sich im Erweiterungsbereich ausbildenden Wirbels dergestalt, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Wirbels in dem dem Flüssigkeitsstrom benachbarten Bereich etwa der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit entspricht, so daß eine laminare Flüssigkeitsströmung erhalten bleibt Bei dieser Konstruktion wird ein Teil der Flüssigkeit selbst abgesaugt diese Absaugung dient hingegen nicht dazu, Gasansammlungen, die sich in einem Ausströmrohr ausbilden, abzubauen (GB-PS 10 84 330, FR-PS 13 44 613).

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer barometrischen Flüssigkeitsausschleusung;

F i g. 2 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Flüssigkeitsausschleusung;
Fig.3 eine Ansicht ähnlich Fig.2 eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Flüssigkeitsausschleusung;

Fig.4 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Flüssigkeitsausschleusung und

Fig.5 eine Ansicht ähnlich Fig.2 eines weiteren bevorzugten Ausfuhrungsbeispiels einer Flüssigkeitsausschleusung.
Zum besseren Verständnis zeigt F i g. I zunächst die

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Prinzipdarstellung einer Anlage fQr barometrisches Ausschleusen ohne Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung, Aus dem Behälter I lauft die Flüssigkeit 2 durch das Fallrohr 3 in ein Auffanggefäß 4. Im Behälter herrscht der Druck Po, außen der Druck Pa, wobei 5 Po < Pa, Bei entsprechender Länge des Fallrohres 3, d. h, bei entsprechender Höhe des Behälters 1 Ober dem Auffanggefäß 4, bildet sich im Fallrohr eine Flüssigkeitsoberfläche 0. Die Flüssigkeit läuft nach Art eines Überfalls aus dem Behälter 1 in das Fallrohr 3, Bei geringen Abflußmengen wird dies so geschehen, daß dabei der Gasraum Ober dem Flüssigkeitsspiegel im Fallrohr 3 mit dem Gasraum im Behälter 1 in Verbindung steht Bei größerem Mengenstrom im Fallrohr 3 oder großen horizontalen Zuflußgeschwindigkeiten zum Fallrohreinlauf ist jedoch der Gasraum im Behälter 1 vom Gasraum über dem Flüssigkeitsspiegel 0 im Fallrohr 3 durch die einströmende Flüssigkeit 2 getrennt. Es hat sich somit eine Gasblase gebildet, die den Querschnitt des Fallrohres 3 verengt und damit das Ausfließen der Flüssigkeit mehr oder weniger stark behindert Dadurch wird bei großen Mengenströmen eine größere Zulaufhöhe als nötig verursacht Hinzu kommt der Umstand, daß quantitative Angaben kaum möglich sind, d.h. es läßt sich im allgemeinen nicht vorhersagen, unter weichen Bedingungen und in welchem Umfang diese Gasblasenbildung und damit Querschnittsverengung auftritt

Die Erfindung besteht in ihrem Wesen darin, die querschnittsverengende Gasblase im Fallrohr 3 zu 3C beseitigen oder zumindest im Druck zu reduzieren. Verschiedene Möglichkeiten und Ausführungsformen zeigen die folgenden Figuren. In F i g. 2 ist dargestellt, wie durch eine einfache Röhre ein Druckausgleich zwischen querschnittsverengender Gasblase und Gasraum im Behälter 1 hergestellt wird. F i g. 3 zeigt eine Ausführung mit zwei Röhren. F i g. 4 stellt dar, wie diese Röhren ganz oder zum Teil im Außenraum verlaufen können. In F i g. 5 ist eine Konstruktion dargestellt, bei der durch einen an das Fallrohr seitlich angesetzten -to Stutzen d«i querschnittsvermindernde Gasblase in ihrem Druck reduziert werden kann.

In gewissen Fällen kann es erwünscht sein, den Mengenstrom durch das Fallrohr 3 zu regulieren. Das ist z, B, dann gegeben, wenn die auslaufende Flüssigkeit zeitweise gewisse Beimengen enthält, die nur durch ein zusätzlich dafür vorgesehenes Fallrohr abfließen sollen. Eine Regulierung kann natürlich dadurch geschehen, daß ein einstellbares Ventil in das Fallrohr 3 eingesetzt wird. Bei größeren Anlagen und entsprechend großem Durchmesser des Fallrohres 3 kann dies aber einen erheblichen Aufwand bedeuten. Sehr einfach und mit wenig Aufwand läßt sich der gleiche Zweck erreichen, indem die querschnittsvermindernde Gasblase Ober der Flüssigkeitsoberfläche im Fallrohr zur Steuerung benutzt wird. Bei der Konstruktion nach F i g. 5 ist das in direkter Weise dadurch möglich, daß mehr oder weniger stark abgesaugt wird. Bei den übrigen Ausführungen mit Verbindungsröhren zwischen Gasblase im Fallrohr 3 und Gasraum im Behälter 1 soll hierfür erfindungsgemäß ein steuerbares Ventil in den Verbindungsröhren vorgesehen werden, das den Vorzug hat, nur einen relativ kleinen Querschnitt regulieren zu müssen und deshalb klein, handlich und billig sein kann.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, beim barometrischen Ausschleusen von Flüssigkeiten aus den Behältern deren Innendruck niedriger als der Umgebungsdruck ist, mit maßigen Querschnitten der Fallrohre auskommen zu können. Die bei größeren Mengetiströmen im Fallrohr auftretenden querschnittsvermindernden Gasblasen werden beseitigt oder zumindest in ihrer Ausdehnung reduziert Insbesondere beim schnellen »Anfahren« einer Anlage und der dabei auftretenden großen Schwallhöhe der zum Fallrohr strömenden Flüssigkeit ist es wesentlich, daß ein großer Mengenstrom abfließen kann. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann im allgemeinen bei Bedarf auch leicht in fertige Anlagen eingebaut werden. Letzteres ist besonders wichtig, wenn z. B. wegen mangelnder Kenntnis der Vorgänge keine oder eine nicht ausreichende Überdimensionierung des Fallrohrquerschnitts vorgesehen wurde. Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht bei entsprechender Ausgestaltung nicht nur qualitativ eine Erhöhung des Mengenstromes, sondern auch eine Regulierung und damit z. B. eine steuerbare Verteilung der ausfließenden Flüssigkeit auf mehrere Fallrohre.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Einrichtung zum Erhöhen des Mengenstromes durch Ablaufrohre, insbesondere Fallrohre aus Behältern beim barometrischen Ausschleusen von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere rohrförmige Hohlkörper beliebiger, insbesondere strömungsgünstiger Querschnittsform so angeordnet werden, daß eine oifene Verbindung zwischen dem Gasraum über dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter und dem Gasraum im Ablaufrohr entsteht

2. Einrichtung zum Erhöhen des Mengenstromes durch Ablaufrohre, insbesondere Fallrohre aus Behältern beim barometrischen Ausschleusen von Flüssigkeiten und zur Verbesserung des Anfahi-verhaltens, dadurch gekennzeichnet, daß an das Auslaufrohr ein seitlicher Stutzen so angesetzt ist, daß eine Absaugvorrichtung angeschlossen werden kann, mit deren Hilfe der Druck des Gasraurr.<:s im Ablaufrobr vermindert wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des oder der Hohlkörper möglichst klein bemessen ist, um die Strömung im Ablaufrohr wenig zu beeinträchtigen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hohlkörper so angeordnet sind, daß sie innerhalb des durch Behälter und Ablaufrohr gebildeten Raumes verlaufen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d?.ß der oder die Hohlkörper so angeordnet sind, dab sie ganz oder teilweise außerhalb des durch Behälter und Ablaufr&iir gebildeten Raumes verlaufen.

6. Einrichtung nach einem c.;r Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hohlkörper zum wahlweisen Schließen oder öffnen mit einem Ventil versehen sind.