DE4100743A1

DE4100743A1 - Dosieranlage fuer additive zum behandeln von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE4100743A1
Application number: DE4100743A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Stephan
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1991-01-12
Filing date: 1991-01-12
Publication date: 1992-07-16
Also published as: WO1992012092A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosieranlage für flüssige, pastöse oder pulverförmige Additive zum Behandeln einer in einem Badbehäl ter befindlichen Flüssigkeit, insbesondere Abwasser, mit einer an einem Additivbehälter angeschlossenen Dosierpumpe und einer eine zweite Pumpe aufweisenden Leitung, mit der ein Teil der zu behan delnden Flüssigkeit aus dem Badbehälter entnehmbar und zu der im Badbehälter befindlichen Flüssigkeit rückführbar ist, wobei der Ausgang der Dosierpumpe an diese Leitung angeschlossen ist.

Eine entsprechende Dosieranlage für Flüssigadditive insbesondere hoher Viskositäten, die diese Merkmale aufweist, ist aus der internationalen Patentanmeldung W089/12 605 bekannt. Die darin be schriebene Dosieranlage ist zum Dosieren nicht nur von flüssigen, sondern auch von teilweise oder völlig unlöslichen Produkten oder Produkten mit Neigung zu Aerosolbildung, Schleimhautreizung oder mit thixotropen Eigenschaften besonders gut geeignet.

Die im Stand der Technik auftretenden Probleme werden von der in der älteren Patentanmeldung beschriebenen Dosieranlage insbeson dere bei einer meßwertabhängigen, mengenproportionalen Dosierung, die zum Beispiel leitfähigkeits-, niveau-, durchfluß- oder pH-ab hängig sein kann, und die damit verbundenen Probleme zum Vergrö ßern und Verringern der Dosiermengenströme besonders gut gelöst, indem die Additive homogen und flächenverteilt aufbringbar sind.

Dies wird bei der in der älteren Anmeldung beschriebenen Dosier anlage dadurch erreicht, daß in einen Trägerstrom, der mit der zu behandelnden Flüssigkeit identisch ist, das Additiv eindosiert wird und der damit erhaltene kontinuierliche, konstante Flüssig keitsstrom auf die Oberfläche der zu behandelnden Flüssigkeit auf gebracht wird. Mit dieser Anlage werden insbesondere die Probleme gelöst, die beim Zudosieren von sehr kleinen Mengenströmen der Additive auf sehr große, bewegte oder unbewegte Flüssigkeitsober flächen auftreten. Durch die Vorvermischung und damit die Ver größerung der auf die Flüssigkeitsoberfläche aufzubringenden Mengenströme wird über Düsensysteme eine Bewegung der Flüssig keitsoberfläche mit hoher Gleichförmigkeit hergestellt. Die zweite Pumpe ist vorteilhaft dabei als Zentrifugalpumpe ausgebildet.

Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dosier anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die stärker an variable Dosierflächen, also Oberflächen von zu behandelnden Flüs sigkeiten, insbesondere bei Großanlagen, zum Beispiel Abwasser becken, Tanks, Bearbeitungsbäder, anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Eingang der zweiten Pumpe zusätzlich über ein Ventil an eine Ergänzungs flüssigkeit angeschlossen ist, wobei das Ventil von einem das Flüssigkeitsniveau der zu behandelnden Flüssigkeit detektierenden Sensor gesteuert wird und daß sämtliche Elemente der Dosieranlage auf einem fahrbaren Wagen aufgebaut sind. Dadurch wird eine mobile, flexible und ortsanpassungsfähige Anlage geschaffen. Durch das Zusammenfassen der meßtechnischen, trägerstromerzeugenden und injizierenden Komponenten der Dosieranlage mit Verteilsystemen, die aus Filtern, Düsenbalken, Düsenstöcken und Distanzhaltern be stehen, wird ein ortsunabhängiger Einsatz ermöglicht. Die Versor gung der Dosieranlage mit der Trägerstromflüssigkeit erfolgt durch Ansaugen der Badflüssigkeit. Zur Anpassung an die unterschiedlichen zu behandelnden Badflüssigkeiten und zum Ausgleich von Verdunstun gen, Abschleppungen oder Abschlämmungen der Badflüssigkeit, ist der Anschluß an die Ergänzungsflüssigkeit über das niveaugesteu erte Ventil vorgesehen. Dadurch werden konstante Betriebsverhält nisse für den Aufbau der Trägerstromflüssigkeit erreicht.

Durch das Zusammenfassen sämtlicher Elemente der Dosieranlage auf einem fahrbaren Wagen und den Anschluß der zweiten Pumpe über das niveaugesteuerte Ventil an die Ergänzungsflüssigkeit kann un abhängig von Leitungsführung und Leitungslänge auf kürzestem Wege ein konstanter Trägerstrom aufgebaut und eingehalten werden, so daß beliebige Additivmengen innerhalb der durch die Dosierpumpe oder Dosierpumpenbatterie gegebenen Verhältnisse völlig gleich mäßig, mengen- und flächenproportional zugegeben werden.

Besonders vorteilhaft ist ferner eine die Wirkung der Additive auf die zu behandelnde Flüssigkeit erfassende Meßeinrichtung, deren Ausgangssignal über eine Steuereinrichtung die Dosierpumpe derart steuert, daß eine möglichst gleichmäßige Wirkung unabhängig von der Beschaffenheit der zu behandelnden Flüssigkeit erzielt wird.

Dabei kann die Meßeinrichtung als Trübungsdetektor, als Schaum detektor oder als pH-Wertmesser ausgebildet sein.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Dosierpumpe so ansteuerbar ist, daß sie beim Dosieren des Additivs einen bestimmten Additiv- Mengenstrom nicht unterschreitet.

Um die Vorvermischung zwischen konzentriertem Additiv und der von der weiteren Pumpe geförderten Flüssigkeit zu verbessern, wird ein statischer Mischer vorgeschlagen, der in der Leitung in Strömungs richtung hinter der Vereinigungsstelle von Additiv und der von der zweiten Pumpe geförderten Flüssigkeit angeordnet ist. Damit wird die kinetische Energie des Trägerstroms zum Verteilen und Disper gieren von praktisch unlöslichen Additiven mit äußerst geringem Mengenstrom genutzt.

Die erfindungsgemäße Integration aller Elemente der Dosieranlage in eine fahrbare Einheit, vermeidet den Aufbau erneuter Installa tionen bei jeder neuen Anwendung sowie Anpassungsprobleme, Lei stungs- und Druckverluste und erleichtert bei gefährlichen oder reaktiven Additiven den notwendigen Sicherheitsaufwand und die erforderlichen Schutzmaßnahmen. Durch den eingebauten Rohrmischer und die Vorvermischung des konzentrierten Additivs werden bei kor rosiven Additiven konstruktive, präventive und sicherheitstech nische Einrichtungen entlastet.

Ferner wird bei der erfindungsgemäßen Dosieranlage eine Alarmein richtung vorgeschlagen, die bei Ausfall der von der zweiten Pumpe bewirkten Förderung der zu behandelnden Flüssigkeit, bei Druckab fall in den Leitungen der Dosieranlage, bei Additivmangel und/oder Defekt der Dosierpumpe anspricht.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Funktionsschema eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ein ausführlicheres Schema eines erfindungsgemäßen Aus führungsbeispiels einer Dosieranlage.

In dem Schema nach Fig. 1 wird die in einem Badbehälter 1 befind liche zu behandelnden Flüssigkeit 2 und, in Abhängigkeit von be stimmten Bedingungen auch eine Ergänzungsflüssigkeit (Fremdzufuhr) in eine Leitung 3 eingespeist, wo die Flüssigkeit mittels einer von einem Motor 5 betriebenen zweiten Pumpe 4 über ein Düsensystem 6 auf die Oberfläche 7 der zu behandelnden Flüssigkeit 2 aufge sprüht wird. Damit eine gleichmäßige Behandlung der Flüssigkeit erreicht wird, werden vorzugsweise Axialvollkegeldüsen verwendet, die oberhalb und unterhalb der Oberfläche 7 in einem weiten Be reich 8, der durch einen Doppelpfeil dargestellt ist, verstellbar sind. Das Düsensystem 6 kann dabei oberhalb oder auch unterhalb der Oberfläche 7, in diesem Fall also eingetaucht in die zu behan delnde Flüssigkeit 2, angeordnet sein.

Das Additiv 9 wird aus einem Additivbehälter 10 mittels einer Dosierpumpe 11 an der Vereinigungsstelle 12 in die Leitung 3 in jiziert.

Um konstante Bedingungen für den in der Leitung 3 fließenden Trägerstrom zu gewährleisten, werden laufend der Durchfluß und der Druck in der Leitung 3 gemessen und über Meßwerterfasser 13, 14 zum Steuern der Zufuhr von Ergänzungsflüssigkeit bzw. zum Steuern des Motors 5 benutzt. Es werden außerdem laufend die wichtigsten Kenngrößen der zu behandelnden Flüssigkeit 2 mit einem Sensor system 15 erfaßt, z. B. der pH-Wert, die Höhe der Oberfläche 7, die Leitfähigkeit, der Schaum, die Trübung etc., und zum Ansteuern der Dosierpumpe 11 für das Additiv benutzt. Der Meßwert für das Flüssigkeitsniveau, schematisch dargestellt bei Bezugszeichen 16, im Badbehälter 1 dient außerdem der Steuerung der Zugabe von Er gänzungsflüssigkeit (Fremdzufuhr). Da nämlich die Flüssigkeit 2 möglichst homogen behandelt werden soll, ist es notwendig, daß mit jeder Düse des Düsensystems 6 ein genau vorgegebener Teil der Oberfläche 7 besprüht wird. Die Größe dieser Fläche, dargestellt durch Durchmesser D in Fig. 1, hängt von dem Abstand der Düse von der Flüssigkeitsoberfläche, also von der Höhe H der Düse über dem Badbehälter 1 und dem Flüssigkeitsniveau innerhalb des Behäl ters 1 ab. Bei fester Einstellung des Düsensystems 6 ist also eine konstante Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Badbehälter 1 anzustre ben, was durch die oben genannte Regelung mit Hilfe der Zugabe der Ergänzungsflüssigkeit erreicht wird.

In Fig. 2 werden für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. Zusätzlich ist in Fig. 2 das Düsensystem 6 ausführlicher mit dem Spritzbalken 17 und den einzelnen Düsen 18 gezeigt, die wiederum im Detailbild 19 noch stärker verdeutlicht sind. Es handelt sich hier um Axialvollkegeldüsen mit konstanter Höhe über dem Badbehälter 1 und damit auch mit konstantem Abstand zur Flüssigkeitsoberfläche 7, wodurch eine feste Aufsprühfläche erreicht wird.

Anstelle der als Kolbenpumpe eingezeichneten Dosierpumpe 11 für das Additiv kann auch eine Zahnradpumpe verwendet werden.

Die Regelungselektronik ist in einem Schaltschrank 20 unterge bracht, der über Anschlüsse 21, 22 mit dem Sensorsystem 15 ver bunden ist. Zusätzlich erhält die im Schaltschrank 20 befindliche Regelung Höhenstandsmeßwerte von einem Niveau - Alarmgeber 23 des Additivbehälters 10. Ferner ist in Strömungsrichtung nach der Ver einigungsstelle 12 ein statischer Mischer 24 in der Leitung 3 an gebracht.

Die im unteren Teil von Fig. 2 gezeigten Geräte und Apparaturen befinden sich auf einer fahrbaren Plattform 25. Die elektrischen Verbindungen zum Badbehälter 1 werden durch Anschlüsse 21, 22, die Verbindung mit der Leitung 3 über eine Kupplung 26 hergestellt.

Über das Anschlußstück 27 kann die Badflüssigkeit 2 sowie die Er gänzungsflüssigkeit von der Pumpe 4 angesaugt werden. Vorzugsweise ist die Leitung 3 als flexible Druckleitung ausgeführt, um den variablen Einsatz der Dosieranlage noch weiter zu vereinfachen.

Bezugszeichenliste

1 Badbehälter
2 zu behandelnde Flüssigkeit
3 Leitung
4 zweite Pumpe
5 Motor
6 Düsensystem
7 Oberfläche
8 Verstellbereich, Doppelpfeil
9 Additiv
10 Additivbehälter
11 Dosierpumpe
12 Vereinigungsstelle
13 Meßwerterfasser für Durchfluß
14 Meßwerterfasser für Druck
15 Sensorsystem
16 Meßwert für Flüssigkeitsniveau
17 Spritzbalken
18 Düse
19 Detailbild
20 Schaltschrank
21 Anschluß
22 Anschluß
23 Niveau-Alarmgeber
24 statischer Mischer
25 fahrbare Plattform
26 Kupplung
27 Anschlußstück

Claims

1. Dosieranlage für flüssige, pastöse oder pulverförmige Addi tive (9) zum Behandeln einer in einem Badbehälter (1) befind lichen Flüssigkeit (2), insbesondere Abwasser, mit einer an einen Additivbehälter (10) angeschlossenen Dosierpumpe (11) und einer eine zweite Pumpe (4) aufweisenden Leitung (3), mit der ein Teil der zu behandelnden Flüssigkeit (2) aus dem Bad behälter (1) entnehmbar und zu der im Badbehälter (1) befind lichen Flüssigkeit (2) rückführbar ist, wobei der Ausgang der Dosierpumpe (11) an diese Leitung (3) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der zweiten Pumpe (4) zusätzlich über ein Ventil an eine Ergänzungsflüssigkeit angeschlossen ist, wobei das Ventil von einem das Flüssigkeitsniveau der zu behandeln den Flüssigkeit (2) detektierenden Sensor (16) gesteuert wird und daß sämtliche Elemente der Dosieranlage auf einem fahr baren Wagen (25) aufgebaut sind.

2. Dosieranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Wirkung der Additive auf die zu behandelnde Flüssig keit (2) erfassende Meßeinrichtung (15), deren Ausgangssignal über eine Steuereinrichtung (20) die Dosierpumpe (11) derart steuert, daß eine möglichst gleichmäßige Wirkung unabhängig von der Beschaffenheit der zu behandelnden Flüssigkeit (2) erzielt wird.

3. Dosieranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (15) als Trübungsdetektor ausgebildet ist.

4. Dosieranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (15) als Schaumdetektor ausgebildet ist.

5. Dosieranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (15) als pH-Wertmesser ausgebildet ist.

6. Dosieranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierpumpe (11) so ansteuerbar ist, daß sie beim Dosieren des Additivs (9) einen bestimmten Additiv-Mengen strom nicht unterschreitet.

7. Dosieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen statischen Mischer (24), der in der Leitung (3) in Strömungsrichtung hinter der Vereinigungsstelle (12) von Additiv (9) und der von der zweiten Pumpe (4) geförderten Flüssigkeit angeordnet ist.

8. Dosieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gekennzeichnet durch eine Alarmeinrichtung (23), die bei Ausfall der von der zweiten Pumpe (4) bewirkten Förderung der zu behandelnden Flüssig keit, bei Druckabfall in den Leitungen der Dosieranlage, bei Additivmangel und/oder Defekt der Dosierpumpe (11) anspricht.