DE2537312B2 - Speisebehälter für eine Pumpanlage - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eh Speisebehälter mit einer Vorrichtung zur Pegelstabilisierung für eine Pumpanlage für Flüssigkeiten, welche suspendierte feste Teilchen enthalten.

Es werden häufig Pumpen zur Speisung von Anlagen, z. B. Fliehkraftabscheidern, benutzt deren Wirksamkeit und Wirkungsgrad nur sichergestellt werden kann, wenn die Zufuhr und der Druck der Flüssigkeit am Eingang dieser Anlagen konstant sind. Es muß daher dis Förderleistung dieser Pumpen bei beliebiger Zufuhrmenge zu dem Behälter konstantgehalten werden, welcher die suspendierte feste Teilchen enthaltende Flüssigkeit aufnimmt Hierfür müssen diese Behälter mit einer Vorrichtung zur Pegelstabilisierung versehen sein, um jede Störung des Arbeitens der Pumpen zu vermeiden.

Von den Vorgängen, welche die Aufrechterhaltung einer konstanten Förderleistung erfordern, kann man die Behandlung von anorganischen Pulpen anführen, z. B. von in lehmhaltigem Wasser suspendiertem Sand. In diesem letzteren Fall wird das Gemisch aus Wasser und Sand einem Behälter mit einer veränderlichen Menge zugeführt, und das Wasser wird von dem Sand in einem hinter dem Behälter angeordneten Fliehkraftabscheider getrennt.

Es sind verschiedene Vorrichtungen zur Stabilisierung des Pegels des diesen Behälter speisenden Gemischs aus Wasser und Sand bekannt Diese Vorrichtungen werden meistens durch von Hand oder automatisch betätigte Ventile gebildet Die handbetätigten Ventile erfordern ein häufiges Eingreifen und eine ständige Überwachung durch das Personal, was einen erheblichen Nachteil darstellt Als automatische Ventile werden entweder Elektroventile, welche durch eine J5 Vorrichtung zur Kontrolle des Pegels, z. B. Sonden, gesteuert werden, oder durch einen gewöhnlichen Schwimmer gesteuerte Ventile benutzt Es besteht jedoch die Gefahr, daß das Arbeiten der durch eine Vorrichtung zur Pegelkontrolie oder durch einen Schwimmer gesteuerten Vomchtuhgen bei einer Pulpe, welche mit festen Teilchen beladen ist welche eine Schleifwirkung haben, schnell gestört wird. So stellt man häufig Störungen fest, welche von der Abnutzung oder der Verschmutzung oder der Belastung der Schwimmer durch Schlamm oder von der Verschmutzung der Pegelsonden herrühren. Ferner müssen die durch die genannten Pegelkontrollvorrichtungen gesteuerten gängigen Ventiltypen reichlich bemessen sein, um mit hinreichender Zuverlässigkeit eine schnelle und bedeutende Förderung von Zusatzflüssigkeit sicherzustellen, wenn die Zufuhr des geförderten Strömungsmittels zu dem Pumpbehälter plötzlich absinkt Derartige Ventile besitzen daher den Nachteil, daß sie teuer sind.

Die Erfindung bezweckt, den obigen Nachteilen

durch Schaffung eines Speisebehälters für eine Pumpanlage mit konstanter Förderleistung von suspendierte feste Teilchen enthaltenden Flüssigkeiten abzuhelfen, wobei dieser Behälter eine Vorrichtung zur Pegelstabilisierung enthält welche eine Ziuatzflüssigkeit benutzt, und gleichzeitig zuverlässig, einfach herzustellen und billig ist.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur Pegelstabilisierung eine Kammer auf, welche oben mit einer Leitung zur Zufuhr der Zusatzflüssigkeit und einer

Oberlauföffnung und unten mit einer in das Innere des Behälters mündenden kreisförmigen öffnung und einem Element versehen ist, welches einen sphärischen Körper enthält, welcher auf der Oberfläche der Flüssigkeit

schwimmen und die kreisförmige öffnung der Kammer verschließen kann, wenn der Pegel die erforderliche größte Höhe erreicht

Diese Vorrichtung hat einen einfachen Aufbau und ist billig, da sie nicht die Verwendung von gelenkigen oder bearbeiteten Teilen erfordert Es besteht bei ihr keine Gefahr einer Verschmutzung, da im Gegensatz zu dem Schwimmer der bekannten Pegelstabilisatoren, welcher mit dem Sand oder Schlamm belastet werden kann, der sphärische Körper sich durch Drehung um sich selbst ι ο von selbst von jeder Ablagerung befreit Sein Arbeiten hat keine Bewegung mechanischer Teile zur Folge, so daß auch keine Einstellung oder Wartung erforderlich ist Es ist bei einer Voirichtung zum Einführen von fließfähigem Gut in eine hydraulische Förderleitung mit einer Schleusenkammer zn sich bereits bekannt sich zum Verschluß von oberen und unteren kreisförmigen öffnungen der Schleusenkammer schwimmfähiger Kugeln als Ventilkörper zu bedienen, die durch Fangkörbe am Herunterfallen gehindert sind und durch das die Schleusenkammer füllende Druckwasser gegen ihre Sitze gedruckt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der den sphärischen Schwimmkörper enthaltende Teil eine zylindrische Muffe, welche an ihrem unteren Ende offen ist und deren Achse praktisch senkrecht zu der kreisförmigen Öffnung liegt

Der sphärische Körper erfüllt die Aufgabe eines Ventils, welches die Zufuhr von Zusatzflüssigkeit zu dem Behälter steuert Dieser sphärische Körper besteht jo vorzugsweise aus einem abriebfesten Werkstoff, z. B. Gummi mit einer unter 65 liegenden Shore-Härte.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung in ihrer Anwendung auf eine Anlage zur Scheidung von Wasser und Sand mittels eines J5 Fliehkraftabscheiders beispielshalber erläutert

F i g. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht dieser Anlage;

F i g. 2 ist eine Schnittansicht der in dem Behälter der F i g. 1 angeordneten Vorrichtung zur Pegelstabilisierung in großem Maßstab.

Bei der Ausführung der Fig. 1 enthält die Anlage einen Speisebehälter I, über welchem eine Leitung 2 mündet welche ein Gemisch von lehmhaltigem Wasser und in diesem suspendierten Sand zuführt Der Behälter 1 ist unten mit einer in eine Pu. η pe 4 mündenden Leitung 3 versehen. Die Pumpe 4 ist mit einer Leitung 5 verbunden, welche in den oberen Teil eines Fliehkraftabscheiders 6 mündet Dieser Abscheider trennt das Wasser von dem Sand. I>ie Abfuhr des Wassers erfolgt durch die mit dem Scheitel des Abscheiders 6 verbundene Leitung 7, während der Sand durch das Rohr8 ausgeworfen wird.

Das durch die Leitung 7 abgeführte Wasser dient als Zusatzflüssigkeit zur Stabilisierung des Pegels des Behälters 1.

Die Vorrichtung zur Pegelstabilisierung umfaßt eine Kammer 9 mit einem gegenüber dem Volumen des Behälters geringen Volumen. Bei der dargestellten Ausführung ist diese Kammer an der Wand des Behälters 1 befestigt Die Kammer 9 ist oben mit der Leitung 7 zur Zufuhr der Zusatzflüssigkeit verbunden und weist in der Nähe des oberen Randes des Behälters 1 eine Oberlauföffnung 10 auf. Die untere Wand der Kammer 9 besitzt eine kreisförmige Öffnung 12, welche in das Innere des Behälters 1 mündet.

Unter der öffnung (2 ist eine an ihrem unteren Ende offene zylindrische Mufie 11 angeordnet, welche einen sphärischen Körper 13 aufnimmt, welcher auf der Oberfläche der in dem Behälter ! enthaltenen Flüssigkeit schwimmt Dieser sphärische Körper (3 kann die kreisförmige öffnung 12 verschließen, wenn der Pegel der Flüssigkeit c|ie erforderliche größte Höhe erreicht

Bei der dargestellten Ausführung sind die Kammer 9 und die Muffe 11 durch eine in Richtung auf den Behälter 1 divergierende kegelstumpfförmige Wand 14 (siehe F i g. 2) getrennt wobei die kleine Grundseite des diese Wand definierenden Kegelstumpfs durch die kreisförmige öffnung 12 gebildet wird. Ferner fällt die Achse der Muffe 11 mit der der kreisförmigen öffnung 12 zusammen. Bei seiner Bewegung auf der Oberfläche der in dem Behälter 1 enthaltenen Flüssigkeit wird daher der Schwimmkörper 13 praktisch längs der Achse der Muffe zu der öffnung 12 geführt und legt sich automatisch gegen die kegelstumpfförmige Wand 14, um diese öffnung zu verschließen.

Bei der Ausführung der F i g. 2 siebt man ferner, daß die Fläche der kegelstumnfförmigeif Wand 14, welche mit dem Schwimmkörper 13 in Berührung kommen soll, einen Überzug 15 aus einem abriebfesten Werkstoff aufweist. Dieser Werkstoff kann z. B. Gummi mil einer unter 65 liegenden Shore-Härte sein. Dieser Überzug schützt daher die Wand 14 gegen die Abriebwirkung des in dem Behälter 1 enthaltenen Sandes und gestattet ferner die Erzielung einer besseren Abdichtung zwischen der Wand 14 und dem Schwimmkörper 13, wenn sich dieser gegen die öffnung 12 legt

Der Schwimmkörper 13 besteht vorzugsweise ebenfalls aus einem abriebfesten Werkstoff, z. B. Gummi mit einer unter 65 liegenden Shore-Härte.

Die Arbeitsweise dieser Anlage ist folgende:

Der Behälter 1 wird mit Pulpe aus in Wasser suspendiertem Sand mit einer veränderlichen Zufuhrmenge gespeist Da die Förderleistung der Pumpe 4 auf einem Wert gehalten wird, welcher etwas größer als die größte Zufuhrmenge zu dem Behälter 1 ist, wird die Aufschlämmung mit konstanter Förderleistung und konstantem Druck in den Fliehkraftabscheider 6 gefördert. Der Sand wird am Fuß des Abscheiders bei 8 abgeführt, während das von Sand befreite Wasser in der Mitte des Abscheiders durch die Leitung 7 zu der Kammer 9 der Pegelstabilisiervorrichiung abgeführt wird. Ein Teil dieses Wassers, welches als Zusatzflüssigkeit zur Aufrechterhaltung eines konstanten Pegels in dem Behälter 1 dient tritt in diesen durch die öffnung 12 ein, wenn der sphärische Schwimmkörper 13 von der öffnung 12 entfernt ist Das überschüssige Wasser fließt durch die Überlauföffnung 10 ab. Sobald der Pegel in dem Behälter 1 die erforderliche größte Höhe erreicht, legt sich der Schwimmkörper 13 gegen die Wand 14 und vtrsciiließt die öffnung 12. Der Durchmesser der Muffe 11 muß natürlich größer als der des sphärischen Körpers 13 sein, damit sich dieser frei bewegen und den Durchtritt einer bedeutenden Wassermenge zwischen sich und den Seitenwänden der Muffe 11 zulassen kann. Diese Lieferung vcn Zusatzwasser durch die kreisförmige öffnung muß nämlich groß genug sein, um eine praktisch augenblickliche Wiederherstellung des Pegels des Behälters 1 bei einem Absinken dei Speisung desselben zu ermöglichen.

Nachstehend sind beispielshalber einige Betriebskenngrößen einer Ar lage der obigen Art angegeben.

In dieser Anlage betrug der Durchmesser der öffnung 12 25 cm.

Kleinste Speisemenge Uröute Speisemenge Sand Wasser Sand Wasser

Speisemenge des Behälter (mVh) Förderleistung der Pumpe (mVh)

Zurückgeführte Zusatzwassermenge (mVh) RUckführungsgrad (%)

Man sieht, daß in dem Fall der kleinsten Speisemenge die durch die Vorrichtung zur Pegelstabilisierung gesteuerte zurückgeführte Wassermenge 95 m'/h betrug, während in dem Fall der größten Speisemenge die zurückgeführte Wassermenge nur 5 mVh betrug. Ferner hat man ft^tgestelll, daß trotz dieser groficn Unterschiede der Speisewassermenge des Behälters der Pegel des GcnlisCnS 5Ü5 Säi'iu Ui'ru iciintliaiügcm Wasser stabil blieb, wobei die Schwankungen der Höhe dieses Pegels nicht 10 cm überstiegen.

Die Erfindung kann eine Abwandlung in nachfolgender Weise erfahren.

So kann die Leitung 7 zur Speisung mit Zusatzwasser an eine beliebige Wasserquelle angeschlossen werden, um den Pegel in dem Behälter I aufrechtzuerhalten. Ferner kann die Kammer 9, anstatt an der Wand des Behälters 1 befestigt zu sein, z. B. in der Mitte desselben liegen. Ferner kann der Teil 11 zur Aufnahme des als Ventil wirkenden sphärischen Schwimmkörpers 13 die Form eines Käfigs aus Metallbändern haben, welche den sphärischen Körper auch unmittelbar unter der öffnung 12 halten, wobei sie ihm jedoch eine Bewegungsmöglichkeit in der Achse dieser öffnung lassen.

150	40	210
245	40	215
95		5
63,5		2,38

Die Vorrichtung zur Stabilisierung des Pegels der den Behälter I speisenden Flüssigkeit besitzt daher folgende Vorteile:

— sie ermöglicht die Stabilisierung dieses Pegels selbst bei bedeutenden Schwankungen der Speisemenge des Behälters 1.

— die Gefahr einer Verschmutzung ist gegenüber den bekannten Ausführungen beträchtlich kleiner. Der Schwimmkörper 13 dreht sich nämlich um sich selbst und bewirkt eine Selbstreinigung seiner Oberfläche;

— sie ist einfach herzustellen, da sie insbesondere keinen gelenkigen oder genau bearbeiteten Teil erfordert.

Sie ist daher gut für alle Anwendungen geeignet, welche eine konstante Strömungsmenge hinter einem mit einer veränderlichen Strömungsmenge gespeisten Behälter erfordern, z. B. Anlagen zur Abscheidung von in Flüssigkeiten suspendierten festen Stoffen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Speisebehälter für eine Pumpanlage mit konstanter Förderleistung für suspendierte feste Teilchen enthaltende Flüssigkeiten mit einer eine Zusatzflüssigkeit benutzenden Pegelstabilisiervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegelstabilisiervorrichtung eine Kammer (9) aufweist, welche oben mit einer Leitung (7) zur Speisung mit einer Zusatzflüssigkeit und einer Oberlauföffnung (10) und unten mit einer in das Innere des Behälters (1) mündenden kreisförmigen öffnung (12) und einem Aufnahmeteil (11) versehen ist, welcher einen sphärischen Körper (13) enthält, welcher auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmen und die kreisförmige öffnung (12) der Kammer (9) verschließen kann, wenn der Pegel die erforderliche größte Höhe erreicht

2. Speisebehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den sphärischen Körper (13) enthaltende Aufnahmeteii (11) eine Zylinderform aufweist, welche an ihrem unteren Ende offen ist, und deren Achse mittig und senkrecht zu der kreisförmigen Öffnung (12) verläuft

3. Speisebehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Kamaier(9) der Pegelstabilisiervorrichtung an der Wand des Behälters (1) befestigt ist

4. Speisebehälter nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (9) und der Aufnahmeteil (11) durch eine in Richtung auf den Behälter divergierende kegelstumpfförmige Wand (14) getrennt sind, wobei die kleine Grundseite des diese Wand definierenden Kegelstumpfs ,lurch die kreisförmige öffnung (12) gebildet wird.

5. Speisebehälter nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet daß der sphärische Körper (13) aus einem abriebfesten Werkstoff besteht

6. Speisebehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die kegelstumpfförmige Wand (14) auf ihrer dem sphärischen Körper (13) zugewandten Fläche mit einem abriebfesten Oberzug (15) überzogen ist

7. Speisebehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welcher mit Sand enthaltendem Wasser gespeist wird und außerdem mit einer Pumpe und einem Fliehkraftscheider in Verbindung steht dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (7) zur Speisung der Zusatzflüssigkeit in die Kammer (9) der Pegelstabilisiervorrichtung mit der Leitung zur Abfuhr des von dem Fliehkraftabscheider (6) kommenden Wassers verbunden ist