DE4202936A1 - Verfahren und vorrichtung zum foerdern einer fluessigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Fördern einer Flüssigkeit, wie Heizöl EL, von einem entfernt liegenden Vorratstank über eine Förder­ leitung mittels Unterdruck zu einem Lagerbehälter, bei dem der Unterdruck durch eine am Ende der Förderleitung angeordnete, mechanisch betreibbare Pumpe erzeugt wird.

Um z. B. Heizöl EL (EL = extra leicht) oder andere Flüs­ sigkeiten von einem entfernt liegenden Vorratstank zu fördern, besteht die Vorschrift, daß eine Förderung mit­ tels Unterdruck erfolgt. Hierdurch soll verhindert wer­ den, daß durch ein Fördern mit Druck, d. h. durch eine Pumpe, die direkt am Vorratstank angebracht ist, es zu Verunreinigungen des Erdreiches kommt, wenn die Förder­ leitung undicht wird. Insbesondere bei Heizöl besteht daher die Vorschrift, daß bei getrennt liegenden Vor­ ratstank und Lagerbehälter eine Unterdruck-Förderung vor­ genommen wird. Die dabei verwendeten Pumpen sind bei­ spielsweise Zahnrad- oder Schraubenspindelpumpen an sich bekannter Bauart. Wird allerdings der für die Förderung erforderliche Unterdruck kleiner als -0,4 bar, so be­ ginnt beispielsweise das Heizöl zu sieden, so daß zu sogenannten Ausgasungen kommen kann. Hierdurch wird der Förderstrom unterbrochen, wobei insbesondere das gefürch­ tete Trockenlaufen der Förderpumpen zu beobachten ist. Hierdurch werden die Förderpumpen relativ schnell be­ schädigt, so daß ihre Leistung weiter absinkt und es zu Betriebsunterbrechungen kommt. Ähnliches wird dann be­ obachtet, wenn die Förderleitung undicht wird.

Bekannt ist ein Verfahren und eine Vorrichtung der vor­ genannten Art aus der DE-A1-35 34 723. Bei dieser Vor­ richtung wird die Flüssigkeit mit einem Unterdruck ge­ fördert, der durch eine von der Flüssigkeit betriebenen Strahlpumpe als Förderaggregat erzeugt wird, wobei die Flüssigkeitsvorlage zum Betreiben der Strahlpumpe der Ölvorrat ist, der sich im Lagerbehälter befindet.

Bei diesem Stand der Technik ist nachteilig, daß zum einen eine Strahlpumpe einen geringen Wirkungsgrad hat und das Fördervolumen gegenüber der eigentlichen Nutz­ förderung unverhältnismäßig groß ist. Außerdem entstehen große Mengen an Gas, die in den Lagerbehälter eingetra­ gen werden und zu Störungen führen können.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Betriebsweise unter Verwen­ dung herkömmlicher, mechanisch zu betreibender Pumpen oder Pumpengruppen anzugeben, bei dem trotzdem Betriebs­ störungen der vorgenannten Art mit an Sicherheit grenzen­ der wahrscheinlich ausgeschlossen werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß kurz vor Eintritt der Förderleitung in die Pumpe über eine in die Förderleitung einmündende Hilfsleitung mit gegenüber der Förderleitung wesentlich geringerem Förder­ querschnitt Flüssigkeit derselben Art wie die der geför­ derten Flüssigkeit in die (Haupt-)Förderleitung einspeis­ bar ist.

Vorzugsweise wird die in der Hilfsleitung geförderte Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter entnommen, dem auch die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit zugeführt wird. Es sei aber nicht ausgeschlossen, daß ein zusätzlicher Vorratsbehälter speziell für die Hilfsleitung eingesetzt wird.

Die Hilfsleitung benötigt auch keine weitere zusätzliche Pumpe, da die vorgenannte Pumpe die Förderung über die Hilfsleitung mit übernimmt. Wesentlich ist, daß das Ver­ hältnis der zuführbaren Mengen zwischen Haupt-Förderlei­ tung und Hilfsleitung einstellbar ist. Vorzugsweise sollte die über die Hilfsleitung zugeführte Menge zwi­ schen 0,3 bis 10% der durch die Haupt-Förderleitung zuführbaren Menge eingestellt werden.

Ein weiterer Vorteil ist, daß durch Vergleich der Druck­ verhältnisse und der in der Zeit geförderten Mengen, was beispielsweise mit Hilfe von Vakuum-Metern und Durchfluß­ messern geschehen kann, eine sehr einfache Überwachung des Fördersystems durchgeführt werden kann. Durch einen Vergleich der geförderten Mengen und der in den Leitun­ gen vorhandenen Drücke lädt sich schon frühzeitig eine Betriebsstörung prognostizieren.

Kommt es zu den gefürchteten Förderunterbrechungen, so reicht der durch die Hilfsleitung geförderte Flüssig­ keitsstrom aus, die Selbstschmierung üblicher mechani­ scher Pumpen aufrecht zu erhalten, so daß diese nicht zerstört werden. Üblicherweise kann der über die Hilfs­ leitung zugeführte Ölstrom auch nicht unterbrochen wer­ den, da er immer wieder in den Lagertank zurückgeführt wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist ge­ kennzeichnet durch eine Hilfsleitung, die kurz vor Ein­ tritt der Förderleitung in die Pumpe in die Förderlei­ tung einmündet. Die Hilfsleitung ist mit einem Vorrats­ behälter der geförderten Flüssigkeit im Bereich des Lagerbehälters verbunden, so daß das von der Pumpe er­ zeugte Vakuum, auch bei Absinken des Unterdruckes in der Hauptleitung, ausreicht, den Förderstrom durch die Hilfs­ leitung aufrecht zu erhalten.

Vorzugsweise wird vor der Mündung der Hilfsleitung in diese eine Mengenregulierungsschieber oder ein ähnlicher Mengenregulator eingebaut.

Um auf jeden Fall sicher zu sein, daß in die Hilfslei­ tung kein Gas eintritt, wird vorgeschlagen, vor das Auf­ nahmeende der Hilfsleitung eine über die Füllstandshöhe reichende vertikale flüssigkeitsdurchlässige Ausperlwand in den Lagerbehälter einzubauen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt.

Verfahren und Vorrichtung bedienen sich dabei an sich bekannter, bewährter Aggregate, so daß auf deren Be­ schreibung nicht im einzelnen eingegangen werden muß.

Von einem entfernt liegenden Vorratstank 12 wird über eine längere, beispielsweise 100 m lange Förderleitung 7 Heizöl gefördert. Die Förderleitung kann beispielsweise im Erdreich verlegt sein. Über die Förderleitung 7, die über ein Vakuum-Meter 8 überwacht wird, gelangt das Heizöl in eine Pumpe 11, die mechanisch angetrieben ist. Bei der Pumpe handelt es sich beispielsweise um eine Zahnrad- oder Schraubenspindelpumpe an sich bekannter Art. Es kann auch eine sogenannte Pumpengruppe sein, wie dies an sich in der Fördertechnik bekannt ist. Anstelle von Heizöl kann beispielsweise auch Abwasser, Lösung oder dergleichen gefördert werden. Vor Eintritt in die Pumpe 11 ist die Förderleitung 7 mittels eines Durch­ flußmessers 16 in Bezug auf die Durchflußmenge überwach­ bar.

Die von der Pumpe 11 geförderte Flüssigkeit gelangt über die Einlaufleitung 6 in einen Lagerbehälter 1. Aus dem Lagerbehälter 1 kann sie mit Hilfe einer Entnahmeleitung 3 je nach Bedarf für einen Ölbrenner (nicht dargestellt) entnommen werden. Der Dauerfüllstand des Lagerbehälters 1 wird mit Hilfe eines Schwimmerschalters 5 überwacht. Bei Absinken des Flüssigkeitsniveaus unter den Dauerfüll­ stand schaltet der Schwimmerschalter 5 die Pumpe 11 ein, die dann erneut zu fördern beginnt und gestoppt wird, wenn der Schwimmerschalter eine Höchstposition (gestri­ chelt dargestellt) erreicht hat.

Wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist eine Hilfs­ leitung 14, die mit ihrem freien Ende 24 unterhalb des Dauerfüllstand-Niveaus im Lagerbehälter 1 endet und dazu geeignet ist, eine gewisse Flüssigkeitsmenge dem Lager­ behälter zu entnehmen. Die Hilfsleitung 14 mündet bei 15 in die (Haupt-)Förderleitung 7, und zwar unmittelbar vor Eintritt der Förderleitung 7 in die Pumpe 11. Es handelt sich um eine einfache T-Verbindung, ohne spezielle Düsen­ konfiguration oder dergleichen. In die Leitung 14 ist vor Eintritt in die Mündung 15 noch ein Filter 10 und ein Mengenregulierungsschieber 9 eingebaut. Ferner ist hinter den Regulierungsschieber 9 noch ein Durchflußmes­ ser 17 eingebaut.

Das Verhältnis der Querschnitte zwischen den beiden Leitungen 7 und 14 ist so bemessen, daß die über die Hilfsleitung zugeführte Menge etwa das 0,003 bis 0,1- fache der durch die Hauptleitung 7 geförderten Menge beträgt, mit anderen Worten, sie ist um wenigstens eine Größenordnung niedriger als die der Hauptleitung. Vor­ zugsweise beträgt das Verhältnis etwa 2 : 100 bis 3 : 100. Diese Werte haben sich für die Förderung von Heizöl EL als ausreichend erwiesen. Es sei nicht ausge­ schlossen, daß bei Wechsel der Flüssigkeitsart auch an­ dere Verhältnisse sinnvoll sein können. Führt ein zu hoher Unterdruck, beispielsweise unterhalb vom 0,4 bar, zu einer Ausgasung, so wird der Förderstrom durch die Hauptleitung unterbrochen, obwohl ein ausreichender Unterdruck vorhanden ist. In diesem Falle saugt die Pumpe eine ausreichende Menge der zur Selbstschmierung erforderlichen Flüssigkeit über die Hilfsleitung an, so daß die Schmierung nicht unterbrochen wird und auch der Unterdruck aufrecht erhalten bleibt. Sobald die Gas­ blasen durch den Pumpe gewandert sind, wird die Förde­ rung über die Förderleitung 7 wieder aufgenommen. Eine Schaumbildung im Bereich der Pumpenflügel-Wand-Übergänge wird daher eindeutig vermieden. Versuche haben gezeigt, daß ein permanenter, der Pumpenleistung angepaßter Film im Bereich der beweglichen Kanten innerhalb der Pumpe bestehen bleibt, so daß die Pumpenleistung niemals zu­ sammenbricht.

Ein weiterer Vorteil ist, daß über einen Vergleichsrech­ ner 19 die Werte für Vakuum über die Vakuum-Meter 8 in der Förderleitung 7 und Vakuum-Meter 18 in der Hilfslei­ tung 14 und durch die entsprechenden Durchflußmesser 16 und 17 ein ständiger Wertevergleich vorgenommen werden kann. Bei Auftreten kleinster Undichtigkeiten in der Förderleitung 7 kommt es beispielsweise zu einem Rück­ gang der Förderleistung beim gleichem Vakuum. Dies wird durch Vergleich der Durchflußleistung schon sehr früh­ zeitig ermittelt, so daß Gegenmaßnahmen und Überwachun­ gen frühzeitig eingeleitet werden können. Insofern bie­ tet die Hilfsleitung 14 eine Möglichkeit, dort für die Förderung relevante Parameter abzunehmen.

Abweichend von der vorliegend beschriebenen Ausführungs­ form sei darauf hingewiesen, daß der Übergang von Hilfs­ leitung in Haupt-Förderleitung 7 auch anders gestaltet werden kann, beispielsweise durch schräg geführte Ein­ läufe. Es sei auch nicht ausgeschlossen, daß eine Zu­ führung innerhalb des Pumpengehäuses in die Hauptförder­ leitung erfolgt. Anstelle der Entnahme aus dem Lager­ behälter 1 kann auch ein separater Lagerbehälter mit Flüssigkeit in Vorrat gehalten werden, beispielsweise speziell gereinigter Flüssigkeit, um bei Betriebsunter­ brechung keine Verschmutzungen in die Pumpe einzutragen. Es sei auch die Möglichkeit genannt, in die Hilfsleitung 14 eine weitere kleine Hilfspumpe einzubauen, wenn dies z. B. aus Sicherheitsgründen erforderlich erscheint.

Ferner sei noch darauf hingewiesen, daß in den Lager­ behälter 1 zwischen dem Ende der von der Pumpe 11 kom­ menden Einlaßleitung 6 und dem Aufnahmeende 24 der Hilfs­ leitung 14 eine über die Füllstandshöhe reichende verti­ kale flüssigkeitsdurchlässige Ausperlwand 2 angeordnet ist, die verhindert, daß eingetragene Gasperlen bis zum Aufnahmeende der Hilfsleitung gelangen können.

Claims (10)

1. Verfahren zum Fördern einer Flüssigkeit, wie Heizöl EL, von einem entfernt liegenden Vorratstank (12) über eine Förderleitung (7) mittels Unterdruck zu einem Lagerbehälter (1), bei dem der Unterdruck durch eine am Ende der Förderleitung angeordnete, mechanisch betreibbare Pumpe (11) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor Eintritt der Förderleitung (7) in die Pumpe (11) über eine in die Förderleitung einmündende (bei 15) Hilfsleitung (14) mit gegenüber der Förderleitung (7) wesentlich gerin­ gerem Förderquerschnitt Flüssigkeit derselben Art wie die der geförderten Flüssigkeit in die (Haupt-) Förderleitung (7) einspeisbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleitung (14) frei im Lagerbehälter (1) unterhalb von dessen Mindestfüllstand endet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die über die Hilfsleitung (14) zu­ führbare Flüssigkeitsmenge regulierbar ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Hilfsleitung (14) zugeführte Flüssigkeitsmenge auf eine Menge von 0,3 bis 10% der durch die (Haupt-) Förderleitung zuführbaren Flüssigkeitsmenge einge­ stellt wird.

5. Vorrichtung zum Fördern einer Flüssigkeit, wie Heiz­ öl EL, von einem entfernt liegenden Vorratstank (12) über eine Förderleitung (7) mittels Unterdruck zu einem Lagerbehälter (1), mit einer am Ende der För­ derleitung angeordneten, mechanisch betreibbaren Pumpe (11), dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor Eintritt der Förderleitung in die Pumpe eine Hilfsleitung (14) in die Förderleitung einmün­ det, die einen gegenüber dem der Förderleitung (7) wesentlich geringeren Förderquerschnitt besitzt, und dadurch, daß die Hilfsleitung (14) mit einem Vor­ ratsbehälter (Lagerbehälter 1) der geförderten Flüs­ sigkeit im Bereich des Lagerbehälters verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleitung mit einem offenen Ende in den Lagerbehälter (1) hineinragt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Hilfsleitung (14) vor der Mün­ dung in die Förderleitung (7) ein Mengenregulierungs­ schieber (9) eingebaut ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis der bei gleichem Druck geförderten Flüssigkeitsmenge bei (Haupt-)Förderleitung (7) und Hilfsleitung (14) sich wie 100 : 0,3 bis 100 : 10, vorzugsweise 100 : 1 bis 100 : 3, verhält.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (11) eine Zahnrad- oder Schraubenspindelpumpe ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Lager­ behälter (1) zwischen dem Ende einer von der Pumpe kommenden Einlaßleitung (6) und dem Aufnahmeende (24) der Hilfsleitung (14) eine über die Füllstands­ höhe reichende vertikale flüssigkeitsdurchlässige Ausperlwand (6) angeordnet ist.