DE2559687C3 - Hydraulische Förderanlage - Google Patents
Hydraulische FörderanlageInfo
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Description
35
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Förderanlage für Trüben mit mehreren Druckerhöhungsstationen, bei
denen der Trübe Flüssigkeit zugefügt wird.
Mit derartigen Anlagen werden Trüben, die in verschiedensten Zweigen der Technik anfallen, übpgroße
Entfernungen und große Höhen transportiert. Aus wirtschaftlichen Gründen und um die Transportleistung
in vertretbaren Grenzen zu halten, wird die Trübe vor dem Transport im allgemeinen eingedickt. Als
Druckerhöhungsstationen kommen im allgemeinen Pumpen oder Dosierer in Frage. Diese benötigen
jedoch Spülwasser, das die eingedickte Trübe wieder verdünnt. Das von außen in die Anlage eingeführte so
Spülwasser muß deshalb gegebenenfalls wieder entfernt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es. den Aufbau einer hydraulischen Förderanlage der eingangs beschriebenen
Art zu verbessern und den Transport von Trübe «
wirtschaftlicher zu gestalten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß einer oder mehreren Druckerhöhungsstationen Filtervorrichtungen
zugeordnet sind, wobei der Niederdruck -Trübeeinlaß der Druckerhöhungsstation an den Trübeauslaß der
Filtervorrichtung und die Flüssigkeitszuführungsleitung der Druckerhöhungsstation art die Reinflüssigkeitsleitung
der Filtervorrichtung angeschlossen sind.
Damit wird die Wirtschaftlichkeit einer hydraulischen Förderanlage erheblich verbessert, denn das zum
Betrieb der druckerhöhenden Station benötigte Spülwasser braucht nicht von außen herangeführt ZU
werden, es wird vielmehr der transportierten Trübe vor Eintritt in die Druckerhöhungsstation entnommen und
der Trübe nach Durchtritt durch die Druckerhöhungsstation wieder zugeführt. Damit läßt sich auch der
Eindickungsgrad der zu transportierenden Trübe optimal einstellen, so daß das von der Druckerhöhungsstation
zugesetzte Spülwasser die Trübe nicht mehr in unerwünschter Weise verdünnt, sondern sie optimal
einstellt. Schwankungen der transportierten Triibemengen können dadurch ausgeglichen werden, daß zwischen
die Reinflüssigkeitsleitung und die Flüssigkeitszuführungsleitung ein Übergangsspeicher für das Reinwasser
geschaltet ist Dadurch lassen sich jedenfalls Trübebehälter, die zwischen den Druckerhöhungsstationen
zum Ausgleich angeordnet sind und in denen die mitgeführten Feststoffe zum Absetzen neigen, vermeiden.
Eine für die beschriebene hydraulische Förderanlage besonders günstige Filtervorrichtung besitzt ein die
Trübe führendes Gehäuse mit darin angeordneten Filterelementen, deren Innenräume mit Reinflüssigkeitsieiiungen
oder einem Rohrsystem verbunden sind, wobei sowohl der Querschnitt der Filterelemente als
auch die für die einzudickende und die eingedickte Trübe neben und zwischen den Filterelementen
vorhandene Drucktrittsquerschnitte in Richtung zum Trübeauslaß des Gehäuses stetig abnehmen. Eine solche
Filtervorrichtung eignet sich nicht nur zum Eindicken von Trüben mit verhältnismäßig geringem Feststoffgehalt,
sondern auch zum Eindicken von Trüben mit verhältnismäßig großem Feststoffgehalt. Sie ist einfach
aufgebaut und daher leicht zu kontrollieren. Wesentlich ist, daß eine solche Filtervorrichtung einen guten
Selbstreinigungseffekt aufweist, wobei eine zusätzliche Reinigung möglich ist, wenn die Filterelemente in zwei
oder mehreren Gruppen angeordnet sind und jede Gruppe unabhängig von der oder den anderen mit einer
Rückspülvorrichtung verbindbar ist. Diese Filtervorrichtung
kann selbst dann kontinuierlich arbeiten, wenn eine Reinigung der Filterelemente J-.irch Rückspülung
erforderlich sein sollte, weil immer nur eine Gruppe rückgespüh wird, während die restlichen ungestört
arbeiten.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung im
Längsschnitt.
Fig. 2 stellt die Vorrichtung schematisch dar, während in
F i g. 3 das zum gruppenweisen Rückspülen erforderliche
Rohrsystem gezeigt ist und
Fig. 4 die Reihenschaltung von mehreren der
erfindungsgemäßen Vorrichtungen bei Verwendung in einer hydraulischen Förderanlage darstellt.
In Fig. 1 ist der schematische Schnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gezeigt. Die Konstruktion dieser Ausführungsform ermöglicht einesteils die beschriebene Selbstreinigung,
zum anderen ist sie auch für gruppenweise erfolgendes Rückspulen eingerichtet, obwohl sowohl die Selbstreinigung
allein wie auch das gruppenweise Rückspülen allein schon ausreichend sein kann, die erfindungsgemäße
kontinuierliche Funktion zu gewährleisten, Fig.2 zeigt die Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß F i g. 1.
Fig,3 zeigt das zum gruppenweisen Rückspulen
erforderliche Rohrsystem in seiner Schaltanordnung, und F i g. 4 stellt die Reihenschaltung von mehreren der
erfindungsgemäßen Vorrichtungen bei Verwendung in eirier hydraulischen Förderanlage dar.
Wie aus den die prinzipielle Konstuktion darstellenden Fig. 1 und 2 hervorgeht, hat das Gehäuse 1 eine
sich kegelförmig verjüngende Gestalt, Das Gehäuse wird in Längsrichtung von der Trübe durchströmt. Die
für die gesamte senkrecht nach unten strömende Trübemenge dimensionierte Eintrittsöffnung 8 befindet
sich am oberen Ende des Gehäuses, während die der Menge an eingedickter Trübe entsprechende Austrittsöffnung 9 an d"ui verengten Teil, d. h. unten angebracht
ist.
Die in dem Gehäuse 1 angeordneten rohrförmigen Filterelemente 2 werden von Filterflächen gebildet, die
eine kegelförmige oder zylindermantelförmige Oberfläche aufweisen. In den F i g. 1 und 2 sind kegelförmige
Filterelemente dargestellt, in Fig.3 werden die drei
Gruppen der Filterelemente nur durch je einen Kreis angedeutet Das untere Ende der Filterelemente ist
geschlossen, oben schließt sich an sie das das filtrierte Wasser ableitende Rohrsystem 10 an. Die senkrechte
Anordnung des Gehäuses 1 und der Filterelemente ist ^0
unter dem Gesichtspunkt des Funktionsprinzips vorteilhaft,
jedoch kann in begründeten Fällen juch eine andere Anordnung gewählt werden.
Qualität, Material und Größe der Filterelemente sowie Form und Maße des Gehäuses werden den &
jeweiligen betrieblichen Umständen entsprechend gewählt, wichtig ist nur, daß die Flüssigkeit entlang der
Filterelemente 2, d. h. parallel zu den Filterflächen mit dem notwendigen Druck und einer Geschwindigkeit
Strömt, daß sich auf den Filterflächen nach Möglichkeit keine Festsubstanz abscheiden kann beziehungsweise
daß die Trübe eventuell abgelagerte Feststoffteilchen mit sich reißt. Aus der Austrittsöffnung 9 tritt die
eingedickte Trübe aus, durch das Rohrsystem 10 entfernt sich das reine Wasser. Während die Trübe js
demnach an der Filterfläche entlang strömt, bewegt sich das aus der Trübe austretende reine Wasser senkrecht
zu der Filterfläche und gelangt in das Innere des Filterelementes.
Als Matrial der Filterfläche kommen Textil-,
Kunststoff- oder Drahtgewebe, ferner poröse Keramik. Metall oder Kunststoff in Frage. Auch das Maß der
Porosität ist variabel und wird der jeweiligen konkreten Aufgabe entsprechend gewählt
Die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungs- 4-, form mit den in dem sich kegelförmig verengenden
Eindickgefäß angebrachten kegelförmigen Elementen ermöglicht eine praktisch konstante Strömungsgeschwindigkeit
entlang der äußeren Seite der Filterflächen. Diese Lösung ijt vorteilhaft, weil sie eine -,0
gleichmäßige Geschwindigkeitsverteiiung, einheitliche Verhältnisse gewährleistet Die Selbstreinigung der
Filterfiächen kann jedoch auch mit abweichenden, zum Beispiel mit zylinderförmigen Filterelementen und einer
anderen Form des Eindickbehälters erreicht werden, v, Eine annähernd gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung
kann zum Beispiel mit in einem sich stufenweise verschmälernden Gehäuse angebrachter, zylinderförmigen
Filterelementen verwirklicht werden, deren Zylinderdurchmesser sich stufenweise ändert. In diesem w>
Falle ist natürlich die Vorbedingung der Funktion, daß tuch die kleinste der auftretenden Geschwindigkeiten
den zur Selbstreinigung erforderlichen Wert erreicht.
Wenn sich auf den Filterflächen aus einem beliebigen
Grunde Ablagerungen bilden, so steigt dadurch die Geschwindigkeit der Trübe in dem Gehäuse an und dies
wiederum fördert die !'einigende Wirkung, d. h. die Selbstreinigung erhält sich selbst aufrecht beziehungsweise
reguliert sich selbst
Zur Sauberhaitun,? der Filterflächen steht neben dem
Selbstreinigungsprozeß noch die im kontinuierlichen Betrieb anwendbare Rückspülvorrichtung zur Verfügung,
bei der die Ableitung der Filterelemente gruppenweise zusammengefaßt ist; die Zahl der
Elemente der Gruppen ist ungefähr gleich.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl der Filterelemente verhältnismäßig klein,
und die Elemente können einzeln, unabhängig voneinander gereinigt werden. Das Wort »Gruppe« in der
vorliegenden Beschreibung ist demnach so zu verstehen, daß die Gruppe aus einem oder mehreren Elementen
bestehen kann.
In den F i g. 2 und 3 sind drei derartige Elementgruppen dargestellt, die durch Zusammenfassen der benachbarten
Elemente zustande kommen. Bei der Ausbildung der Elementgiuppe ist die Nachbarschaft jedoch nicht
Bedingung. Die durch die Filterflächen der zu einer Gruppe gehörenden Elemente hincl'--chtretende klare
Flüssigkeit gelangt in die Ableitung der Gruppe Die Ableitung führt durch die Schließkonstruktion 5 und die
Mengenmesser 6 hindurch in die gemeinsame Sammelleitung 11.
Die Reinheit beziehungsweise der Verstopfungsgrad der Filterflächen wird während des Betriebes kontinuierlich
kontrolliert, indem der Widerstand der Filterfläche und die durchgelassene Flüssigkeitsmenge gleichzeitig
gemessen werden. Der Wideist^nd der Filterfläche
ergibt sich als die Differenz zwischen dem an dem auf das Gehäuse 1 montierten Druckmesser 3 und dem
an dem in die Gruppenleitung eingebauten Druckmesser 4 angezeigten Wert. Die Flüssigkeitsmenge wird
mittels des in die Gruppenleitung 11 eingebauten Mengenmessers 6 bestimmt. Der Widerstand der
Filterfläche ist charakteristisch für das Ausmaß der darauf befindlichen Ablagerung. Auf diese Weise
können die Parameter der Notwendigkeit der Reinigung fixiert werden, und das An- und Abschalten des
Reinigungsvorganges ist automatisierbar.
'"•te Reinigungsvorrichtung wurde auf Grund der
Erkenntnis konstruiert, daß zur schnellen und wirksamen Reinigung der Filterflächen ein fluktuierender
Rückspülstrom notwendig ist, d. h. die kurzzeitige, sich wiederholende stoßartige Wirkung einer größeren
Wassermenge. Die Rückspülung erfolgt dementsprechend in einem (auf der Zeichnung nicht dargestellten)
Behälter, in dem ein höherer Druck aufrechterhalten wird als der Betriebsdruck des Eindickbehälters. Der
Druckunterschied zwischen Rückspülbehälter und Eindickbehälter ist gleich dem zur Reinigung der
Filterflächen notwendigen sog. Rückspüldruck. Das Fluktuieren des Rückspüldruckes kann zum z. B. so
erreicht werden, daß sich über dem Wasser in dem Rückspülbehälter hochkomprimierte Luft befindet, d. h.
nach dem plötzlichen Strömen des Spülwassers der Druck plötzlich absinkt, worauf der Behälter mit
Druckluft aufgefüllt wird.
Wenn bei Ve> jtopfung einer Elementgruppe der
Mengenmesser 6 ein Absinken der Menge an reiner Flüssigkeit anzeigt und der Druckunterschied zwischen
dem Druckmesser 3 des Eindickbehälters und dem Druckmesser 4 de · betreffenden Elementgruppe
wächst, so wird Jie Schließkonstruktion 5 der betreffenden Gruppe geschlossen und sofort anschließend
die Armatur 7 geöffnet, die die Elementgruppe mit der Spülleitung 12 verbindet. Sowohl diese wie auch die
folgenden Arbeitsgänge beim Rückspülen können ganz
oder teilweise automatisiert werden, denn die gemessenen Parameter sind für diesen Zweck ausreichend.
Mittels der beschriebenen Arbeitsgänge ist die zu reinigende Elemenigruppe an die aus dem nicht
dargestellten Rückspülbehälter kommende Spülleitung 12 angeschlossen, die beiden anderen Elementgruppen
arbeiten indessen ungestört weiter. Während der Zeitdauer der stoßartig pulsierenden Reinigung tritt
durch die Austrittsöffnung einesteils die durch die Filterwirkung der beiden arbeitenden Elementgruppen
eingedickte Trübe und zum anderen der bei der Reinigung(dem Rückspülen) der dritten Elementgruppe
abgelöste feste Stoff aus. Dies hat den Vorteil, daß das beim Filterreinigen anfallende Material keine besondere
Behandlung erfordert, wie dies bei den bekannten Vorrichtungen der Fall ist.
Nach dem mittels aufeinander folgender, stoßartiger
nciiiiguiigaanimgc uui iiigciuiu ich ντίι naamt.ii unu
schnellen Rückspülen wird die Verbindungsarmatur der entsprechenden Elementgruppe wieder geschlossen und
die Schließkonstruktion 5 geöffnet. Auf diese Weise wird die gereinigte Elementgruppe erneut in Betrieb
gesetzt.
In Fig.4 ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Trübeeindickungsvorrichtung in einer hydraulischen
Förderanlage dargestellt. Außer auf den Gebieten der Mineralaufbereitung und der Wasserreinigung kann der
erfindungsgemäße Trübeeindicker auch bei den hydraulischen Förderanlagen für große Entfernungen oder für
hohe Drücke eine wichtige Aufgabe erfüllen. Die Wirtschaftlichkeit dieser Förderanlagen wird bei vielen
bekannten Ausführungen schon von vornherein dadurch belastet, daß die aus den Produktionsanlagen oder
sonstigen technologischen Einheiten austretende Trüb ; zu dünn ist und bei ihrer Förderung durch Rohrleitungen
der Transport der als Ballast zu betrachtenden Flüssigkeit Mehrkosten verursacht.
Die Anwendung des Trübeeindickers kann diese Verhältnisse ändern. Wie aus F i g. 4 ersichtlich, wird im
Falle einer Trübe dünnerer Konsistenz als dies dem TransportoDtimum entspricht, aus dem Trübebecken 13
mittels der Trübepumpe 14 der Trübestrom durch den Trübeeindicker 15 hindurchgeleitet In dem Trübeeindicker
15 wird die überflüssige Flüssigkeitsmenge ausfiltriert und gelangt von dort mit einer für die
Rückführung in den betrieblichen Kreislauf geeigneten Reinheit in das Becken 16. Dadurch wird einesteils die
Menge des überflüssigen Wassers vermindert, zum anderen bietet sich eine Möglichkeit, die mengenmäßigen
Schwankungen der aus den technologischen Vorrichtungen ankommenden Trübemenge auszugleichen,
indem aus dem Becken 16 bei Bedarf Flüssigkeit in den Trübebehälter 13 geleitet wird, und auf diese Weise
also kein zusätzliches Wasser von außen benötigt wird.
Die eingedickte Trübe, deren Konsistenz nun für einen wirtschaftlichen Transport geeignet ist, gelangt in
die Förderpumpe 17 (oder einen Dosierer). Diese Geräte haben im allgemeinen die gemeinsame Eigenschaft,
die eintretende Trübe mehr oder weniger zu verdünnen; die Trübepumpen durch aus den Spalt- und
Stopfbuchsenspülungen stammende Flüssigkeitsmengen, die zyklischen DosierVorrichtungeri durch aus
sonstigen Spülvöfgäiigen stammenden Wassermengen.
Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Trübeeindik* kers verliert diese durch die Spülwässer auftretende
Verdünnung ihren störenden Charakter, da der Eindickungsgrad so gewählt wird, daß sich der optimale
Verdünnungsgrad einstellt. Außerdem wird keine
ίο äußere Quelle" für das Spülwasser benötigt, sondern
dieses wird der Trübe selbst entnommen.
In Fig.4 ist eine mit Hubstationen arbeitende hydraulische Förderung gezeigt, bei der Hubhöhe und
Entfernung die in einer Stufe überbrückbaren Werte überschreiten. Wird am Ende des Transportleitungsabschnittes
18, der sich an die Förderpumpe 17 anschließt, eine weitere Trübeeindickvorrichtung 19 verwendet, so
ermöglicht diCE eine ephr vnrtpilhaftp Ι_.οςιιησ* Hip
Hubvorrichtung 20 kann selbst im Falle bedeutender Abschnittslängen beziehungsweise Hubhöhen unmittelbar
an die Förderleitung angeschlossen werden. Dies war bisher im allgemeinen nicht möglich, da die zeitliche
Einheitlichkeit der Strömung in den zwei Rohrabschnitten nicht gewährleistet werden konnte. Die Eindickvorrichtung
19 kann jedoch die sich aus Schwankungen der ankommenden Trübemenge ergebende zusätzliche
Flüssi^keitsmenge auf der Flüssigkeitsseite aufnehmen und in den Übergangsspeicher 21 leiten, von wo aus sie
zum Ausgleich der Strömungsschwankungen in dem nachgeschalteten Abschnitt in die Hubvorrichtung 20
eingegeben werden kann.
Die bei Hubstationen allgemein angewendete Lösung, zwischen den ersten und den zweiten Rohrleitungsabschnitt
einen Trübebehälter mit freier Oberfläehe einzubauen, kann auf diese Weise umgangen
werden. Durch die Eindickvorrichtung 19 wird gleichzeitig der Bedarf an Spülflüssigkeit für die Hubvorrichtung
abgenommen, ohne daß Wasser von außen zugeführt wird.
An der Empfangsstation am Ende der Förderleitung wird die Trübe durch die Eindickvorrichtung 22 auf den
technologisch möglichen Maximalwert eingedickt. Dadurch kann die Vorrichtung, die schließlich zum
Trennen der festen von der flüssigen Phase benötigt wird und deren Größe von der Durchsatzmenge
abhängt, klein und platzsparend gewählt werden. Dies bedeutet eine beträchtliche Verminderung der Investitionskosten.
Gemäß der obigen Beschreibung sind die Förderpumpe 17 und allgemein alle dem Transport der Flüsigkeit
dienenden drucksteigernden Organe der gesamten Vorrichtung so angeschlossen, daß ihr Niederdruckteil
mit dem Ausgang der Filtriervorrichtung in Verbindung steht und sie ihr Spülwasser aus der Reinwasserleitung
der gleichen Filtriervorrichtung erhalten. Bei dieser Lösung ist vorteilhaft, daß Trübe und klares Wasser
kontinuierlich strömen können, und demnach nicht die Notwendigkeit besteht, die Trübe aus dem Strom zu
entnehmen und in einen Trübespeicher zu leiten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Hydraulische Förderanlage für Trüben mit mehreren Druckerhöhungsstationen, bei denen der
Trübe Flüssigkeit zugefügt wird, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehreren
Druckerhöhungsstationen (17, 20) Filtervorrichtungen (15, 19) zugeordnet sind, wobei der Niederdruck-Trübeeinlaß
der Druckerhöhungsstation (17, 20) an den Trübeauslaß der Filtervorrichtung (15,19)
und die Flüssigkeitszuführungsleitung der Druckerhöhungsstation (17,20) an die Reinflüssigkeitsleitung
der Filtervorrichtung (15,19) angeschlossen sind.
2. Förderanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Reinflüssigkeitsleitung
und die Flüssigkeitszuführungsleitung ein Obergangsspeicher (21) geschaltet ist
3. Förderanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Filtervorrichtung mit
einem die 1 rübe führenden Gehäuse (1) und darin angeordneten Filterelementen (2), deren Innenräume
mit Reinflüssigkeitsleitungen oder einem Rohrsystem (10) verbunden sind, wobei sowohl der
Querschnitt der Filterelemente (2) als auch die für die einzudickende und die eingedickte Trübe neben
und zwischen den Filterelementen (2) vorhandenen Durchtrittsquerschnitte in Richtung zum Trübeauslaß
(9) des Gehäuses (1) stetig abnehmen.
4. Förderanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente (2) in zwei
oder mehre · '.n Gruppen angeordnet sind, und daß
jede Gruppe unabhängig von ^er oder den anderen mit einer Rückspülvorrichtung verbindbar ist.
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DE2559687C3 true DE2559687C3 (de) | 1980-01-03 |
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ID=25769811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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