DE3822515C2

DE3822515C2 -

Info

Publication number: DE3822515C2
Application number: DE3822515A
Authority: DE
Inventors: Jochen 8500 Nuernberg De Pretzschel
Original assignee: KSB AG
Current assignee: KSB AG
Priority date: 1988-07-04
Filing date: 1988-07-04
Publication date: 1992-02-27
Also published as: EP0349864A2; ATE86153T1; DE3822515A1; EP0349864A3; EP0349864B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Homogenisierung von feststoffbeladenen Flüssigkeiten und zur Reinigung von feststoffbeinhaltenden Flüssigkeitsbehältern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Flüssigkeitsbehältern, welche feststoffbelastete Flüssigkeiten aufnehmen, ergibt sich die Notwendigkeit einer Reinigung aus dem Umstand, daß die bereits nach kurzer Zeit auf den Boden des Flüssigkeitsbehälters abgesunkenen Feststoffe nicht mit der normalen Auslaufströmung mitgeführt werden.

Um eine früher übliche manuelle Reinigung des Flüssigkeits behälters zu vermeiden, wurden bereits Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen, bei denen die auf den Behälter boden abgesunkenen Feststoffe aufgewirbelt und somit durch die normale Auslaufströmung fortgespült werden. Ein Nachteil der bekannten, mit Umwälzeinrichtungen arbeitenden Verfahren ist eine zu stetige und gleichförmige Strömung, deren Intensität mit dem Abstand vom Strömungserzeuger stark abnimmt.

Diesem Mangel wurde abgeholfen durch ein aus der DE-OS 36 26 182 bekanntes Verfahren zur Reinigung von Flüssigkeitsbehältern, bei dem eine Stoßwellenströmung in die Flüssigkeit des Behälters eingeleitet wird. Das dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechende Verfahren erzeugt mit Hilfe der Stoßwellen fortschreitende Wellenzüge mit Koppeleffekt und Reflektion und hat daher eine sehr tief reichende Wirkung. Das Verfahren ist grundsätzlich für unterschiedliche Behälterformen und -längen geeignet.

Da für die Steuerung der die Stoßwellen erzeugenden Vorrichtung eine in der Vorrichtung entstehende, von der Füllstandshöhe des Behälters abhängige Druckdifferenz genutzt wird, ergibt sich beim bekannten Verfahren eine sich mit der Füllstandshöhe verändernde Taktfolge der in die Flüssigkeit eingeleiteten Stoßwellen, also eine gewisse Anpassung an sich ändernde Bedingungen. Diese Anpassung berücksichtigt allerdings nicht die unterschiedlichen Abmessungen der Behälter. Sie nutzt daher vor allem bei langen Behältern nicht die in der Stoßwellenströmung vorhandene Energie voll aus.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, das eine Reinigung auch bei langen Behältern oder bei Behältern mit einer Vielzahl von Einbauten in einfacher Handhabung durch vorprogrammierbare und regelbare Betriebsweise energiesparend und preiswert ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Steuerung der Fördereinrichtung und/oder der Druckstoßeinrichtung die durch eine Meßeinrichtung erfaßte Behälterfüllstandshöhe verwendet wird, und zur Erzeugung der Mengen- und/oder der Druckveränderung ein Basis-Taktzyklus mit Wiederholfolge zugrundegelegt wird und eine Option für weitere Taktzyklen besteht.

Die weiteren Ansprüche nennen verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Der beim erfindungsgemäßen Verfahren vorgenommene gezielt gesteuerte oder geregelte Druckstoßbetrieb zur Mengen- und/oder Druckveränderung der Förderflüssigkeit ermöglicht durch die Taktzyklusfolge, daß die Strömungsintensität über mehrere hundert Meter voll wirksam aufgebaut wird, wobei die dabei entstehenden hohen Wellenberge eine zusätzliche Schwallströmung hervorrufen, die indirekt allseitig wirksam ist und somit auch in seitliche Behälternischen sowie Zu- und Abläufe hineinwirkt.

Die empirisch ermittelte Basis-Taktzeit gilt für alle Behälter formen und -abmessungen und gewährleistet die Grundreinigung.

Durch die gezielte Druckstoßsteuerung wird der Energiebedarf der Anlage im Mittel halbiert, bei Behälterlängen über 50 Meter sogar bis auf 20% reduziert.

Die füllstandsabhängige Ansteuerung des Betriebs-/Pausenzeit relais ermöglicht eine Unterbrechung des Förderbetriebes, bis die Flüssigkeitsbewegung auf ein Mindestmaß abgefallen oder ganz zum Stillstand gekommen ist.

Füllstandsabhängig kann auch die Schrittschaltungsreihenfolge und die Taktzykluslaufdauer an den Zeitgebern sowie die einzelnen Taktzeiten gesteuert werden. Beim Einsatz von mindestens zwei Füllstandsmeßwertgebern an den Behälter stirnseiten und der damit erfolgenden Erfassung von Minimal und Maximalwert der Flüssigkeitsschwankung kann ein freier Taktgeber in der Taktzeit so eingeregelt werden, daß bei einer bestimmten Füllhöhe maximal erreichbare Bewegungs schwankungen erfolgen; zusätzlich kann noch die Strömungs geschwindigkeit berücksichtigt werden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schematischen Steuerungsablauf, bei dem drei unterschiedliche Schaltzyklen vorgesehen sind.

Über eine Füllstandsmeßeinrichtung (1) wird der Behälter füllstand erfaßt und bei Erreichen einer vorgegebenen Füllhöhe der Anlagen-Ansteuerkontakt (2) geschlossen. Das Betriebs-/Pausenzeitrelais (3) geht auf Stellung "Betrieb", wodurch die Fördereinrichtung (4) und über die Schritt schaltung (5) und die Taktgeber (6, 7, 8) auch die Druckstoßeinrichtung (9) angefahren werden. Die bei Betrieb der Fördereinrichtung (4) angefahrene Schrittschaltung (5) steuert das Durchlaufen der für die Taktgeber (6, 7, 8) benötigten Zeitgeber (10, 11, 12), die die Laufdauer der einzelnen Taktgeber (6, 7, 8) bestimmen. In unserem Ausführungsbeispiel werden die Zeitgeber (10, 11, 12) in der Reihenfolge 10, 11, 12 durchlaufen. Sie können jedoch auch frei wählbar abgefahren werden. Der Taktgeber (6) wird auf die Basis-Taktzeit und der Taktgeber (7) auf eine behälterbezogene Betätigungs-Taktzeit eingestellt. In beiden Fällen besteht die einzustellende Öffnungszeit (6.1, 7.1) bzw. Schließzeit (6.2, 7.2) der Druckstoßeinrichtung (9) aus der Grundzeit und dem Verstellanteil. Der Taktgeber (8) wird manuell vor Ort so eingestellt, daß seine Schließ- und Öffnungszeit (8.2, 8.1) bei einer bestimmten Füllstandshöhe ein maximales Aufschaukeln des Behälterinhaltes bewirkt. Über die Leitungen (13) kann der Taktgeber (8) automatisch betrieben werden. Die Steuerleitung (14) löst die Betriebspause aus und die Steuerleitung (15) bewirkt eine Veränderung in der Laufzeit des Zeitgebers (11).

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung von Stoß- und Reflektionswellen sowie Schwallströmungen zur Homogenisierung von insbesondere mit Feststoffen belasteten Flüssigkeiten und zur Reinigung von feststoffbeinhaltenden Flüssigkeitsbehältern, deren Anlage, bestehend aus einer Fördereinrichtung und einer Druckstoßeinrichtung, nach dem Prinzip der stoßartigen Mengen- und/oder Druckveränderung arbeitet, wobei der druckseitig austretende Förderstrom gegen die durch das Behältersohlgefälle vorgegebene Entleerströmung gerichtet ist und die Fördereinrichtung und/oder Druckstoßeinrichtung in Abhängigkeit von der Behälterfüllstandshöhe gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Fördereinrichtung (4) und/oder Druckstoßeinrichtung (9) die durch eine Meßeinrichtung erfaßte Behälterfüllstandshöhe verwendet wird, und zur Erzeugung der Mengen- und/oder der Druckveränderung ein Basis-Taktzyklus (6) mit Wiederholfolge zugrundegelegt wird und eine Option für weitere Taktzyklen besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (4) und die Druckstoßeinrichtung (9) getrennt angesteuert werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Fördereinrichtung (4) und der Druckstoßeinrichtung (9) stufenlos erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer, auf die Behältergeometrie bezogener Betätigungs-Taktzyklus (7) vorgesehen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß noch ein weiterer Betätigungs-Taktzyklus (8) für frei wählbare Ruhe- und/oder Schließzeiten (8.2) sowie Betätigungs- und/oder Öffnungszeiten (8.2) vorgesehen ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit des den Basis-Taktzyklus (6) bestimmenden Zeitgebers (10) in Abhängigkeit von der Behälter- und/oder Strömungslänge sowie dem Sohlgefälle und bei flüssigkeitsdurchströmten Behältern gegenstromabhängig eingestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit des den Basis-Taktzyklus (6) bestimmenden Zeitgebers (10) bei zunehmender Behälterlänge und/oder zunehmendem Sohlgefälle sowie bei steigender Gegenströmung erhöht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsdauer und Intensität der Förder- und Druckstoßeinrichtung (4, 9) in Abhängigkeit von der Füllstandshöhe im Behälter gesteuert wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklenwiederholzeiten sowie die Ruhe- und/oder Schließzeiten (7.2, 8.2) der sich durch ändernden Füllstand des Behälters ändernden Behältermasse und damit unterschiedlichen Wellen- und Strömungsstruktur angepaßt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die an mehreren Niveaumeßstellen ermittelten Werte der Strömungs- und Wellenintensität der Flüssigkeit zur Erzeugung einer maximalen Flüssigkeitsturbulenz genutzt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeiten der die Betätigungs- Taktzyklen (7, 8) bestimmenden Zeitgeber (11, 12) kürzer sind als die Laufzeit des den Basis-Taktzyklus (6) bestimmenden Zeitgebers (10).

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis-Taktzyklus (6) und die Betätigungs-Taktzyklen (7, 8) periodisch aufeinanderfolgen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs-Taktzyklen (7, 8) frei wählbar zugeschaltet werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis-Taktzyklus (6) durch das Verhältnis 1 : 2 von Ruhe- und/oder Schließzeit (6.2) zur Betätigungs- und/oder Öffnungszeit (6.1) gegeben ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhe- und/oder Schließzeit (6.2) 1 sec +/- 30% und die Betätigungs- und/oder Öffnungszeit (6.1) 2 sec +/- 30% beträgt.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengen- und Druckänderung durch einen Schnellschlußschieber erzielt wird.