DE3512222C2 - Strömungsmechanische Pumpeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine strömungsmechanische Pumpein­ richtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Einrichtung kann der EP 0 127 406 B1 entnommen werden; diese Druckschrift ist jedoch nur hinsichtlich der Neuheit relevant.

Diese Pumpeinrichtung weist eine bekannte Gegenstrom-Ableit­ einrichtung (reverse flow diverter RFD) auf, die in der GB 1 480 484 eingehend beschrieben ist; diese Einrichtung weist eine Diffusoranordnung auf, die je nach Richtung des in die­ se eingeleiteten Flüssigkeitsstromes die Flüssigkeit entwe­ der ansaugt oder in ein Förderrohr drückt. Wegen des Fehlens bewegter Teile ist somit diese Einrichtung besonders dazu geeignet, gefährliche, etwa radioaktive Flüssigkeiten zu handhaben.

Zum Antrieb weist diese Gegenstrom-Pumpeinrichtung einen mit der zu pumpenden Flüssigkeit füllbaren Ladebehälter auf, der über eine Speiseleitung an eine Druckgas-Speiseeinrichtung angeschlossen ist, durch deren Gasdruck der Flüssigkeits­ spiegel im Ladebehälter verändert werden kann. Meßfühler am Ladebehälter überwachen den Flüssigkeitsspiegel, etwa durch Erfassen der Änderung im Strömungswiderstand, den die Flüs­ sigkeit erfährt, wenn sie bei vollem Ladebehälter in die Speiseleitung aufsteigt.

Bei der eingangs genannten, nur neuheitsrelevanten Druck­ schrift wird eine strömungsmechanische Pumpeinrichtung mit einer solchen Gegenstrom-Ableiteinrichtung dadurch weiterge­ bildet, daß diese innerhalb einer Abschirmung angeordnet ist, während die Flüssigkeitsstandmessung durch eine außer­ halb der Abschirmung angeordnete Sonde etwa durch Echomes­ sung erfolgt; somit ist diese Sonde jederzeit zur Reparatur, Eichung usw. gefahrlos zugänglich, gleichgültig, wie gefähr­ lich die zu pumpende Flüssigkeit ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus der vorbe­ kannten GB 1 480 484 bekannte strömungsmechanische Pumpein­ richtung so weiterzubilden, daß die gefahrlose Wartung er­ möglicht ist und die Anzahl von Elementen, die mit der zu pumpenden Flüssigkeit in Berührung kommen können, auf ein Mindestmaß zu verringern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird, wie in der nicht neuheitsre­ levanten Druckschrift, der mit der zu pumpenden Flüssigkeit in Kontakt gelangende Teil der Pumpeinrichtung innerhalb einer Abschirmung angeordnet, während der Flüssigkeitsstand- Meßfühler für den Ladebehälter auf die Fernmessung einge­ richtet ist und außerhalb der Anordnung sitzt; dieser Meß­ fühler ist als Druckmeßfühler ausgebildet und überwacht den Druck in dem den Flüssigkeitstand steuernden Gas als eine für den Flüssigkeitsstand repräsentative Größe.

Es ist grundsätzlich allerdings schon bekannt (GB 2 006 959), zur Messung des Flüssigkeitsstandes in Schiffs-Verla­ detanks ein Steigrohr zu verwenden und den Druckanstieg in der Luftsäule im Steigrohr zur Erfassen des Flüssigkeits­ standes im jeweiligen Verladetank an abgesetzter Stelle zu messen.

Im Gegensatz zu einer solchen bekannten Messung des absolu­ ten Drucks wird in der Weiterbildung der Erfindung nach An­ spruch 2 vorgeschlagen, daß die Druckänderung erfaßt wird, die dann auftritt, wenn sich beim Übergang des Flüssigkeits­ spiegels aus dem Ladebehälters in eine Leitung eine Druckän­ derung ergibt; es erübrigt sich somit die Eichung des Meß­ fühlers auf einen definierten Druck.

Eine weitere Verfeinerung der Druckmessung ist in Anspruch 3 beansprucht.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung wird nachste­ hend unter Bezugnahme auf die beigefügte, schematische Zeichnung beschrieben.

Eine strömungsmechanische Einrichtung 1 der Art, die als Gegenstrom-Ableiteinrichtung (RFD) bekannt ist, weist zwei gegenüberliegende, koaxiale konische Düsen 1a, 1b auf, die durch einen Spalt bzw. Zwischenraum voneinander getrennt sind, wobei der Spalt über eine Leitung 2a mit einer Flüssigkeit 2 in Verbindung steht, die gepumpt werden soll und in einem Speisetank 3 ent­ halten ist. Eine Düse 1a der Gegenstrom-Ableitein­ richtung ist über eine Leitung 22 mit einem Ladebehäl­ ter 4 verbunden, der ein Luftanschlußrohr 5 aufweist. Die andere Düse 1b der Gegenstrom-Ableiteinrichtung ist mit einem Förderrohr 6 verbunden.

Der Betrieb wird durch eine Steueranordnung gesteuert, die einen Regler 10 und eine Einrichtung 11 aufweist: der Regler 10 weist Zwillings-Strahlpumpen auf, und zum Pumpen-radio-aktiver Flüssigkeiten ist der Regler innerhalb einer biologischen Abschirmung 7 angeordnet. Die Einrichtung 11 ist außerhalb der Abschirmung 7 gelegen und weist elektromagnetbe­ tätigte und zeitgesteuerte Luft-Einlaßventile 11a, 11b auf.

Die Pumpeinrichtung ist bekannt und erfordert keine detaillierte Beschreibung. Während eines Antriebstaktes, bei welchem das Ventil 11a offen und das Ventil 11b geschlossen ist, wird, kurz gesagt, komprimierte Luft aus einer Leitung 8 durch die Leitungen 12, 13 und das Ventil 11a zur Antriebs-Strahlpumpe 10a des Reglers 10 und dann zum Ladebehälter 4 über eine Leitung 5 zu­ gelassen, und Flüssigkeit wird in der Leitung 6 geför­ dert. Infolge eines Entlüftungstaktes wird die Luft­ speiseleitung 13 durch Schließen der Ventile 11a, 11b geschlossen, und der Ladebehälter wird durch die Lei­ tung 18 entlüftet. Während eines Ansaugtaktes, bei wel­ chem das Ventil 11a geschlossen und das Ventil 11b offen ist, wird schließlich Luft in die Ansaug-Strahl­ pumpe 10b des Reglers eingelassen, und zwar über die Leitungen 12, 14, 15 und das Ventil 11b, um einen Unterdruck im Ladebehälter zu erzeugen, um Flüssigkeit aus dem Behälter 3 in den Behälter 4 zu saugen. Die Leitung 18 verbindet die Leitung 17 mit einer Belüftung. Die Reihenfolge der Betriebsvorgänge wird durch Zeit­ steuereinrichtungen 11c gesteuert, welche in der Einrichtung 11 enthalten sind und es bewirken, die elektromagnetbe­ tätigten Ventile 11a, 11b bei vorher eingestellten Zeit­ intervallen zu öffnen und zu schließen, um die Druck­ luft durch die Antriebs- und Saug-Strahlpumpen 10a, 10b zu lenken. Der Tank 3 ist durch eine Leitung 17 mit einer Belüftung verbunden.

Es wird nun vorgeschlagen, den Betrieb unmittelbar vom Flüssigkeitsstand 4a im Ladebehälter 4 her zu steuern. Während des Ansaugtaktes wird der Ladebehälter 4 mit Flüssigkeit aus dem Speisetank 3 gefüllt. Wenn der Flüssigkeitsspiegel 4a die Verbindungsstelle 20 des Ladebehälters 4 mit dem Rohr 5 erreicht, dann trifft die Flüssigkeit auf einen begrenzten Strömungsweg, und zwar wegen der Änderung in der Oberflächengröße beim Übergang aus dem Ladebehälter in das Rohr. Dieser Druckwechsel erzeugt einen geringen, aber meßbaren Druckabfall, der verwendet werden kann, um ein Signal zum Betätigen der elektromagnetbetriebenen Ventile 11a, 11b der Einrichtung 11 zu liefern. Somit wird die Dauer des Ansaugtaktes bestimmt von der Flüssig­ keit-/Luft-Trennfläche 4a, die vom Ladebehälter 4 in das Rohr 5 übergeht, wie dies vom Meßumformer 31 festgestellt wird. Ein ähnlicher Druckabfall kann in gleicher Weise gemessen werden von einem Umformer 30 beim Antriebstakt, wenn die Trennfläche die Verbindung 21 mit dem Ende des Rohres 22 erreicht, welches zur Gegenstrom-Ableiteinrichtung 1 führt.

Bei der Gegenstrom-Ableiteinrichtung wird der Lade­ behälter 4 mit einer einigermaßen stabilen Strömungsgeschwindigkeit gefüllt, bis die Flüssig­ keit das Rohr 5 erreicht, das den Behälter 4 mit dem Regler 10 verbindet. An diesem Punkt füllt sich das Rohr 5 wegen seines verhältnismäßig kleinen Volumens sehr rasch, so daß der Druck, der im Rohr durch den Regler 10 erfolgt, sich ebenfalls rasch ändert. Es erfolgt somit ein plötzlicher Druckwechsel, der gemessen wird.

Die auf Druck ansprechenden Meßumformer 30, 31 sind in Leitung 32, 33 zwischen den Leitungen 13 bzw. 15 und der Einrichtung 11 angeschlossen, der einen Rech­ ner bzw. Computer und eine Einrichtung zur Signalanaly­ se aufweisen kann, um die elektrischen Ausgangssignale aus den Meßumformern 30, 31 zu analysieren und auf diese anzusprechen sowie hierdurch das Öffnen und schließen der Ventile 11a, 11b zu steuern.

Claims (3)

1. Strömungsmechanische Pumpeinrichtung mit den folgenden Merkmalen:

• - ein Behälter (3) für die zu pumpende Flüssigkeit (2),
• - eine Gegenstrom-Ableiteinrichtung (1), die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels der zu pumpenden Flüssigkeit (2) liegt,
• - ein Ladebehälter (4),
• - ein Förderrohr (6),
• - die Gegenstrom-Ableiteinrichtung (1) ist zwischen dem La­ debehälter (4) und dem Förderrohr (6) angeordnet,
• - eine Druckgas-Speiseeinrichtung,
• - ein Meßfühler (30),
• - eine Steuereinrichtung (10, 11), die in Abhängigkeit von Signalen aus dem Meßfühler (30) mittels einer Ventilan­ ordnung (10a, 10b, 11a, 11b) die abwechselnde Druckbeauf­ schlagung und Entlüftung des Ladebehälters (4) bewirkt, und
• - die Gegenstrom-Ableiteinrichtung (1), der Ladebehälter (4) und der Behälter (3) für die zu pumpende Flüssigkeit (2) sind innerhalb einer Abschirmung (7) angeordnet, wäh­ rend der Meßfühler (30) außerhalb dieser angeordnet ist,
  dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler als Druckfühler (30) ausgebildet ist.

2. Strömungsmechanische Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler (30) zur Abgabe der Signale bei Auftreten einer Druckänderung eingerichtet ist.

3. Strömungsmechanische Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasspeiseeinrichtung zum Herstellen sowohl eines Überdrucks als auch eines Unter­ drucks im Ladebehälter (4) zwei mit je einer Strahlpumpe (10a, 10b) verbundene Leitungsabschnitte (13, 15) aufweist, und daß jedem dieser Leitungsabschnitte (13, 15) jeweils ein eigener Druckfühler (30, 31) zugeordnet ist.