-
-
Vorrichtung zum Fördern einer Flüssigkeit
-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern einer Flüssigkeit
mittels einer Pumpe.
-
Zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere von Flüssigkeiten mit
hohem Dampfdruck ist es bekannt, Zahnradpumpen oder Membranpumpen einzusetzen. Die
zum Transport von brennbaren Flüssigkeiten geeigneten Ausführungsformen derartiger
Pumpen sind aufgrund der gesetzlichen Sicherheitsbestimmungen sehr teuer. Auch ist
es in vielen Fällen, beispielsweise bei der Versorgung von Wärmebehandlungsöfen'mit
Methanol zur Bildung einer gewünschten Gasatmosphäre in den Ofen von Nachteil, daß
bei einem Ausfall der Pumpe auch die Versorgung des Verbrauchers mit der zu fördernden
Flüssigkeit notwendigerweise ausfällt.
-
Es ist auch bekannt, Flüssigkeiten wie Methanol aus einem Tank durch
Einleiten eines unter Druck stehenden, inerten Gases in den Tank zu fördern. Dabei
wird die Flüssigkeit aufgrund des Gasdruckes im Tank aus diesem ausgeleitet.
-
Bei dieser Förderart sind jedoch die Druckregelung und die Überdrucksicherung
sehr aufwendig und teuer. Aufgrund
der erheblichen Sicherheitsauflagen,
des erforderlichen Genehmigungsverfahrens und der aufwendigen Wiederholungsprüfungen
für Drucktanks verursachen Installation und Betrieb eines Drucktanks hohe Kosten.
Schließlich ist eine Flüssigkeitsförderung während einer Tankbefüllung nicht möglich,
wenn nicht die aufwendige Installation von Tandemtanks vorgenommen worden ist.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs geschilderten Art anzugeben, mit der eine Flüssigkeit kostengünstig und
auf betriebssichere und einfache Weise gefördert werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst,
die durch eine der Pumpe parallelgeschaltete weitere Pumpe, eine beiden Pumpen nachgeschaltete
Druckregeleinrichtung sowie eine einen Leistungsabfall der Pumpe ermittelnde und
ein Umschalten auf die weitere Pumpe auslösende Regeleinheit gekennzeichnet ist.
Erfindungsgemäß erfolgt die Flüssigkeitsförderung mittels eines aus zwei Einzelpumpen
bestehenden Pumpenstandes, von denen eine als Betriebs- und die andere als Reservepumpe
dient.
-
Sowohl die Betriebspumpe als auch - nach einem Umschalten -die Reservepumpe
arbeiten ständig mit gleicher'Leistung.
-
Der Druck, mit dem die Flüssigkeit einem Verbraucher zugeführt wird,
läßt sich stufenlos und unabhängig von der Abnahmemenge mittels einer den beiden
Pumpen nachgeschalteten Druckregeleinheit einstellen. Bei einem Leistungsabfall
oder einem Ausfall der Betriebspumpe löst eine Regeleinheit automatisch ein Umschalten
auf die Reservepumpe aus.
-
Mit dieser erfindungsgemäßen Kombination an sich bekannter Bauelemente
werden nun nicht nur die mit einem Drucktank verbundenen Nachteile umgangen, sondern
wird eine im Vergleich zur herkömmlichen Flüssigkeitsfördervorri'chtungen
überraschend
kostengünstige, betriebssichere und einfache Flüssigkeitsförderung möglich. Auch
bei Ausfall der Betriebspumpe ist die Flüssigkeitsversorgung gewährleistet.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens werden
als Pumpen elektromagnetisch betriebene Schwingkolbenpumpen eingesetzt. Diese Pumpen
besitzen keine Stopfbuchsendichtungen, sind selbstansaugende Pumpenund relativ preiswert.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, wenn die Druckregeleinrichtung ein Uberströmventil ist, an dessen Ausgang
eine in den Vorratsbehälter, aus dem die Flüssigkeit gepumpt wird, mündende Leitung
angeschlossen ist. Mit Hilfe des Überströmventils kann der Systemdruck leicht stufenlos
und unabhängig von der Abnahmemenge geregelt werden. Die überschüssige Fördermenge
wird in den Speicherbehälter zurückgeführt.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung enthält die erfindungsgemäße
Vorrichtung eine Regeleinheit mit einem an die Druckseite der Pumpen angeschlossenen,
unterhalb eines Schwellwertes das Umschalten über eine Zeitverzögerung auslösenden
Druckwächter. Sinkt der Druck unter einen bestimmten Schwellwert, wird vom Druckwächter
die Zeitverzögerung ausgelöst, nach deren Ablauf die Betriebspumpe aus- und die
Reservepumpe eingeschaltet wird. Die Zeitverzögerung hat die Aufgabe, daß nicht
bei jedem kurzfristig auftretenden Druckabfall, z.B. beim Einschalten eines zusätzlichen
Verbrauchers, ein Umschaltvorgang ausgelöst wird. Ein Umschalten wird erst bewirkt,
wenn der Druck der Flüssigkeit während der gesamten Dauer der Zeitverzögerung unterhalb
des Schwellwertes bleibt.
-
Grundsätzlich wäre es möglich, zusätzlich zu den beiden parallelgeschalteten
Pumpen eine oder auch mehrere Reserve-
pumpen vorzusehen. Kostengünstiger
und für einen störungsfreien Betrieb völlig ausreichend, hat sich folgende Ausgestaltung
des Erfindungsgedankens erwiesen: Sobald die Betriebspumpe abgeschaltet und die
Reservepumpe eingeschaltet wird, wird automatisch ein optisches oder akustisches
Alarmsignal ausgelöst. Die Störung, die den Umschaltvorgang ausgelöst hat, kann
auf diese Weise unmittelbar nach dem Umschalten ermittelt und beseitigt werden.
Ist die Störung beseitigt, wird der Pumpenstand wieder so eingestellt, daß die Flüssigkeit
von der Betriebspumpe gefördert wird.
-
Zur Beseitigung von Störungen an den Pumpen oder an diesen vorgeschalteten
Filtern hat es sich in einer Variante der Erfindung als günstig erwiesen, wenn auf
der Saug- und der Druckseite jeder Pumpe je eine Absperrvorrichtung angeordnet ist.
Filter oder Pumpen können daher ausgebaut werden, ohne daß der laufende Betrieb
gestört wird.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders zur Förderung
geringer Flüssigkeitsmengen bei Niederdruck.
-
In der Praxis wurde der erfindungsgemäße Pumpenstand mit besonderem
Erfolg zur Förderung von Methanol in Wärmebehandlungsöfen für metallische Werkstücke
eingesetzt.
-
Im folgenden soll anhand einer schematischen Skizze ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Fördervorrichtung erläutert werden. Im Ausführungsbeispiel
soll Methanol, das in einem Vorratsbehälter 15 gespeichert ist, über eine Leitung
16 mit einem Kugelhahn 5 zu einem Wärmebehandlungsofen gefördert werden. Dazu wird
das Methanol von einer Pumpe 1A, der Betriebspumpe, über eine Leitung 17 angesaugt
und in Leitung 16 eingespeist. Auf der Saug-und der Druckseite der Betriebspumpe
ist je ein Kugelhahn 2A und 3A angeordnet. Die Einstellung des Betriebsdruckes mit
dem das Methanol über Leitung 16 zum Wärme-
behandlungsofen geleitet
wird, erfolgt über ein Handrad eines Überströmventils 4, das einerseits an Leitung
16 (in Strömungsrichtung des Methanols vor dem Kugelhahn 5) und andererseits an
eine in den Vorratsbehälter 15 mündende Leitung 18 angeschlossen ist.
-
Sinkt nun der von einem Manometer 6 angezeigte Druck unter einen bestimmten
Schwellwert, so wird über einen Druckwächter 7, dessen Ansprechdruck auf einen Wert
unter dem des Uberströmventils eingestellt ist, eine Zeitverzögerung, die innerhalb
eines Schaltkastens 8 angeordnet ist, ausgelöst. Steigt der Druck in Leitung 16
vor Ablauf der Zeitverzögerung nicht wieder auf Betriebsdruck, so wird nach Ablauf
der Zeitverzögerung Betriebspumpe 1A ab- und eine der Betriebspumpe 1A parallelgeschaltete
Reservepumpe 1B, der ebenfalls Kugelhähne 2B und 3B zugeordnet sind, eingeschaltet".
Gleichzeitig mit dem Umschaltvorgang wird eine akustische Alarmeinrichtung, im Ausführungsbeispiel
eine Hupe 9 ausgelöst, die mittels eines Schalters 11 abgeschaltet werden kann.
Dabei arbeitet die Reservepumpe 1B weiter. Mit einem weiteren Schalter 10, dem Hauptschalter,
wird der Pumpenstand in Betrieb gesetzt oder ausgeschaltet. Kontrolleuchten 12,
13 und 14 zeigen.den Betriebszustand der Anlage sowie der Pumpen 1A und 1B an.
-
Im Ausführungsbeispiel werden elektromagnetisch betriebene Schwingkolbenpumpen
verwendet, die beispielsweise 55 1 Methanol pro Stunde bei einem Gegendruck von
1,0 bar fördern. Uberströmventil 4 ist auf einen Druck von 1,Obar eingestellt. Der
Ansprechdruck des Druckwächters 7 beträgt hierbei 0,7 bar. Die Zeitverzögerung ist
zwischen O und ca. 30 sec. einstellbar. Durch kurzes Ausschalten des Hauptschalters
10 kann auf die Betriebspumpe 1A zurückgestellt werden. Auf jeden Fall muß die Ursache
der Störung ermittelt werden: Ist die Störung auf eine der
Pumpen
1A und 1B oder auf nichtdargestellte, den Pumpen vorgeschaltete Filter zurückzuführen,
so können diese Bauteile mittels Kugelhähnen 2A und 3A bzw. 2B und 3B abgeschaltet
werden. Ein Filter- bzw. Pumpenausbau ist folglich möglich, ohne daß der laufende
Betrieb gestört wird.
-
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die erfindungsgemäße
Fördervorrichtung nicht nur eine Umgehung der mit einem Drucktank verbundenn Nachteile
ermöglicht, sondern auch auf kostengünstige und einfache Weise die Versorgung mit
einer Flüssigkeit selbst bei Ausfall der Betriebspumpe gewährleistet.