DE4202936C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Fördern einer Flüssigkeit - 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 liegendem 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 es 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.

Aus der DE 2 60 548 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Fördern von Flüssigkeiten bekannt. Hierbei wird zur Verhinderung des Trockenlaufs von Pumpen durch eine Pumpe über eine Saugleitung Flüssigkeit aus einem Behäl­ ter gepumpt, wobei in deren Druckleitung ein Puffergefäß eingebaut ist. Von diesem Puffergefäß ist eine Rückstrom­ leitung geringeren Förderquerschnitts abgezweigt und mit der Saugleitung, die durch ein Fußventil an ihrem Ende verschließbar ist, verbunden.

Das Fördern erfolgt dabei unter Überdruck, so daß es zu Verunreinigungen des Erdreichs kommt, wenn die Drucklei­ tung undicht ist. Darüber hinaus ist das Puffergerät ein Teil des Überdruckübertragungsbereiches und liegt unmit­ telbar neben der Pumpe an dem abzupumpenden Behälter. Kommt es zu einem Ausfall der Flüssigkeit, kann durch die Rückstromleitung ein Trockenlauf der Pumpe nicht vermieden werden, denn vorher muß erst das am Anfang der Saugleitung befindliche Ventil geschlossen werden. Hierdurch geht auf jeden Fall ein Teil der im Puffer­ gefäß enthaltenen Flüssigkeitsmenge verloren, während der Rest durch den von der Pumpe erzeugten Druck aus dem Puffergefäß gedrückt wird. Um die Pumpe nicht zu beschädigen, muß sie nach kürzester Zeit abgeschaltet werden. Eine Inbetriebnahme ist bei einer nicht selbst ansaugenden Pumpe erst durch ein Füllen der Pumpe und der Saugleitung mit Flüssigkeit vom Puffergefäß her möglich.

Weiterhin ist ein Verfahren und eine Vorrichtung der vor­ genannten Art aus der DE 35 34 723 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird die Flüssigkeit mit einem Unterdruck gefördert, 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 der trotzdem Betriebs­ störungen der vorgenannten Art mit an Sicherheit grenzen­ der Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ständig eine 0,003- bis 0,1fache Flüssigkeitsmenge der Förderleitung durch eine kurz vor Eintritt der Förderleitung in die Pumpe einmündende Hilfsleitung mittels des Unterdruckes aus dem Lagerbehälter oder einem separaten Lagerbehälter gesaugt wird, mit der bei Unterbrechung des Förderstroms durch die Förderleitung die Pumpe geschmiert und der Unterdruck aufrechterhalten wird.

Vorzugsweise wird in der Förderleitung und in der Hilfsleitung mit Vakuum-Metern der Druck und mit Durchflußmessern die Durchflußmenge jeweils gemessen und in einem Vergleichsrechner mit den ermittelten Werten die Förderleitung überwacht und die Flüssigkeitsmenge der Hilfsleitung reguliert wird.

Vorzugsweise wird die über die Hilfsleitung zugeführte Flüssigkeitsmenge bei Heizöl zwischen dem 0,02- und 0,03fachen der über die Förderleitung zugeführten Menge eingestellt.

Ein weiterer Vorteil ist, daß ein Rückgang der Förder­ leistung bei gleichem Vakuum durch den Vergleichsrechner als Undichtigkeit in der Förderleitung angezeigt wird. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Lagerbehälter oder einem separaten Lagerbehälter verbundene Hilfsleitung

• - deren Anschlußniveau (Aufnahmeende wesentlich unter einer Dauerfüllstandshöhe liegt und
• - die einen 0,003- bis 0,1fachen Förderquerschnitt gegenüber dem der Förderleitung besitzt,

kurz vor dem Eintritt der Förderleitung in die Pumpe in die Förderleitung eintritt, so daß für die Pumpe eine ausreichende Menge Flüssigkeit zur Aufrechterhaltung einer Selbstschmierung und des Unterdrucks sowohl über die Förderleitung aus dem Vorratstank als auch über die Hilfsleitung aus dem Lagerbehälter oder dem separaten Lagerbehälter mittels des durch die Pumpe erzeugten Unterdruckes entnehmbar ist.

Vorzugsweise wird vor der Mündung der Hilfsleitung in diese ein 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 25 des Lagerbehälters 1 wird mit Hilfe eines Schwimmerschalters 5 überwacht. Bei Absinken des Flüssigkeitsniveaus unter den Dauerfüll­ stand 25 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 0,1fache 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 die 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 (12)

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 (10) angeordnete Pumpe (11) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ständig eine 0,003- bis 0,1fache Flüssigkeitsmenge der Förderleitung (7) durch eine kurz vor Eintritt der Förderleitung (7) in die Pumpe (11) einmündende Hilfsleitung (14) mittels des Unterdruckes aus dem Lagerbehälter (1) oder einem separaten Lagerbehälter gesaugt wird, mit der bei Unterbrechung des Förderstroms durch die Förderleitung (7) die Pumpe (1) geschmiert und der Unterdruck aufrecht erhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Förderleitung (7) und in der Hilfsleitung (14) mit Vakuum-Metern (8, 18) der Druck und mit Durchflußmessern (16, 17) die Durchflußmenge jeweils gemessen und in einem Vergleichsrechner (19) mit den ermittelten Werten die Förderleitung (7) überwacht und die Flüssigkeitsmenge der Hilfsleitung (14) reguliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Hilfsleitung (14) zuführbare Flüssigkeitsmenge bei Heizöl zwischen dem 0,02- und 0,03fachen der über die Förderleitung (7) zugeführten Menge eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückgang der Förderleistung bei gleichem Vakuum durch den Vergleichsrechner (19) als Undichtigkeit in der Förderleitung (7) angezeigt wird.

5. Vorrichtung zum Fördern einer Flüssigkeit wie Heizöl EL, von einem entfernt liegenden Vorratstank (12) über eine Förderleitung (7) mittels Unterdruck zu einem Lagerbehälter (1), mit einer am Ende der Förderleitung (7) angeordneten, mechanisch betreibbaren Pumpe (11), dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Lagerbehälter (1) oder einem separaten Lagerbehälter verbundene Hilfsleitung (14)

• - deren Auschlußniveau (Aufnahmeende 24) wesentlich unter einer Dauerfüllstandshöhe liegt und
• - die einen 0,003- bis 0,1fachen Förderquerschnitt gegenüber dem der Förderleitung (7) besitzt,

kurz vor dem Eintritt der Förderleitung (14) in die Pumpe (11) in die Förderleitung eintritt, so daß für die Pumpe (1) eine ausreichende Menge Flüssigkeit zur Aufrechterhaltung einer Selbstschmierung und des Unterdrucks sowohl über die Förderleitung (7) aus dem Vorratstank (12) als auch über die Hilfsleitung aus dem Lagerbehälter (1) oder dem separaten Lagerbehälter mittels des durch die Pumpe erzeugten Unterdruckes entnehmbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderleitung (7) und der Hilfsleitung (14) jeweils ein Vakuum-Meter (8, 18) und ein Durchflußmesser (16, 17) zugeordnet sind, die mit einem Vergleichsrechner (19) verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis der bei gleichem Druck geförderten Flüssigkeitsmenge bei (Haupt-)Förderleitung (7) und Hilfsleitung (14) sich wie 100 : 1 bis 100 : 3 verhält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hilfsleitung (14) vor der Mündung in die Förderleitung (7) ein Mengenregulierungsschieber (9) eingebaut ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleitung mit einem offenen Ende in den Lagerbehälter (1) hineinragt.

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

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (11) eine Zahnrad- oder Schraubenspindelpumpe ist.