DE4230094C2 - Fördereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fördereinrichtung, insbesondere für eine Neutralisationsanlage, gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merk­ malen.

Aus der DE 38 04 158 A1 ist eine derartige Fördereinrich­ tung zusammen mit einer Abscheidevorrichtung bekannt. Die Abscheidevorrichtung enthält eine erste Kammer für vergleichsweise schwere Sinkstoffe sowie eine zweite Kam­ mer für Leichtstoffe. Die Flüssigkeit gelangt zunächst in die erste Kammer, dann über die Oberkanten von Zwi­ schenwänden in die zweite Kammer, aus welcher sie durch einen Ablaufstutzen von den Sinkstoffen weitgehend gerei­ nigt abläuft. In die erste Kammer ragt ein mit einer Um­ wälzpumpe in Verbindung stehendes Förderrohr. Bevor mittels einer zweiten Pumpe die in der ersten Kammer gesammelten Sinkstoffe abgepumpt werden, erfolgt zu­ nächst mittels der Umwälzpumpe eine Durchmischung mit der in der zweiten Kammer vorhandenen Flüssigkeit. Durch die beiden separaten Pumpen ist ein nicht unerheb­ licher Konstruktions- und Fertigungsaufwand erforderlich.

Aus der deutschen Zeitschrift "Sanitär- und Heizungs­ technik 12/1964, Seite 650" ist eine Anlage bekannt, wel­ che zur Neutralisation von sauren und alkalischen Ab­ wässern sowie zur Entgiftung sonstiger chemisch verunrei­ nigter Abwässer zum Einsatz gelangen kann. Es ist ein Reaktionsbehälter mit einer Kammer vorhanden, in welche die zu reinigende Flüssigkeit oder Abwasser eingeleitet werden, wobei bedarfsweise Säure oder Lauge eingeleitet werden können. Eine Umwälzpumpe sowie Behälter für Lauge und Säure sind örtlich getrennt von der Reaktions­ kammer angeordnet und sind mit dieser ebenso wie die Umwälzpumpe über Leitungen verbunden. Mittels Mag­ netventilen werden bedarfsweise die einzelnen Leitungen freigegeben oder abgesperrt. Der hierfür erforderliche Steuerungsaufwand ist nicht unerheblich. Desweiteren sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um ein unzulässiges Austreten der Flüssigkeit, insbesondere der Säure, zu verhindern, zumal eine große Anzahl von einzelnen Lei­ tungen sowie deren Verbindungen vorhanden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Förder­ einrichtung der eingangs genannten Art mit geringem konstruktiven Aufwand dahingehend weiterzubilden, daß ein kompakter Aufbau mit wenigen Komponenten erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den kennzeich­ nenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die vorgeschlagene Fördereinrichtung zeichnet sich durch eine kompakte und funktionssichere Bauweise aus und erfordert einen geringen Aufwand für die Fertigung und die Montage. Die Ausbildung des Förderelements mit zwei in Abhängigkeit der Drehrichtung des Antriebsmotors wirksamen Fördersystemen ermöglicht, daß nur eine Pum­ pe mit dem Antriebsmotor und dem vorgeschlagenen För­ derelement erforderlich ist, um in Abhängigkeit der Dreh­ richtung entweder die Durchmischung der in der Kammer befindlichen Flüssigkeit oder das Abpumpen der Flüssig­ keit zu ermöglichen. Ein einziger Pumpenrotor weist die beiden Fördersysteme auf, welche insbesondere als zwei gegenläufig wirksame Gewindegänge oder Schnecken ausgebildet sind. Die Pumpe ist als Tauchpumpe ausgebil­ det und das in die Flüssigkeit tauchende sowie den Pum­ penrotor umgehende Förderrohr enthält einerseits Öff­ nungen für die Umwälzung der Flüssigkeit und anderer­ seits den Anschluß, durch welchen die Flüssigkeit aus der Kammer bedarfsweise abpumpbar ist. Die vom Förder­ system in der einen Drehrichtung zu den Öffnungen geför­ derte Flüssigkeit tritt durch diese aus und gelangt wieder in die Kammer, wodurch eine intensive Durchmischung mit der zugegebenen Lauge oder Säure erfolgt. Aufwendi­ ge Rohrleitungen, Magnetventile oder gar eine zweite Pumpe sind nicht erforderlich. Die Fördereinrichtung gelangt insbesondere in einer Neutralisationsanlage zum Einsatz, doch kann sie auch für andere Anwendungen vor­ gesehen sein, wobei an dieser Stelle vor allem auf Faß­ pumpen hingewiesen sei.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Fördereinrich­ tung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Fördereinrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Neutrali­ sationsanlage erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Neutralisationsanlage mit der Fördereinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang Schnittlinie II gemäß Fig. 1, wobei auch die Fördereinrichtung teil­ weise im Schnitt dargestellt ist,

Fig. 3 vergrößert den unteren Teil der Förderein­ richtung,

Fig. 4, 5 eine Frontansicht bzw. eine Seitenansicht der Neutralisationsanlage gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine besondere Ausgestaltung der Fördereinrichtung einer Neutralisationsanlage. Ein Laugentank 10 und ein Säuretank 12 sind nebeneinander angeordnet und daneben befindet sich ein Antriebsmotor 70 in einem Installationsraum 14. Ferner sind eine Abflußleitung und ein nach außen geführter Auslauf 30 vorhanden. Der Antriebsmotor 70 ist mittels eines ringförmig ausgebildeten Flansches 98 auf einem Deckel 8 einer Reaktionskammer befestigt, wobei der Deckel wiederum eine Öffnung für die nach unten in die Flüssigkeit der Reaktionskammer tauchende Pumpe der Fördereinrichtung aufweist. Entscheidend ist die Ausbildung des Antriebsmotors 70 derart, daß die Drehrichtung wahlweise vorgebbar ist. Der Antriebsmotor 70 ist zweckmäßig als Drehstrommotor ausgebil­ det, dessen Drehrichtung über die Phasenfolge der Ansteuerung der Wicklungen vorgegeben wird, wobei lediglich mittels einer Relaissteuerung die Anschlüsse von zwei der drei Wicklungs­ phasen zu vertauschen sind. Dies kann in einfacher Weise durch Betätigen eines Sehalters der Steuereinheit und eines daran angeschlossenen Relais erfolgen oder bedarfsweise auch automatisch, insbesondere in Abhängigkeit des vorgebbaren pH- Wertes der Flüssigkeit in der Reaktionskammer. Eine separat vom Installationsraum 14 angeordnete Steuereinheit 20 enthält eine Anzeige 130 für den pH-Wert, so daß vom Bedienungsper­ sonal nach Abschluß des Neutralisationsvorganges beim Er­ reichen des gewünschten pH-Wertes durch Betätigen eines Schalters 132 die Drehrichtung des Antriebsmotors derart vorgegeben wird, daß die neutralisierte Flüssigkeit abgepumpt und über den Auslauf 30 und einen daran angeschlossenen Schlauch in die Kanalisation abgeleitet werden kann. Die Verbindung der beiden Tanks 10 und 11 zu der darunter befind­ lichen Reaktionskammer kann durch je ein Elektromagnetventil 134, 135 erfolgen, welche zwischen dem Boden des jeweiligen Tanks und dem Deckel der Reaktionskammer angeordnet sind, wobei dort die Eingänge bzw. Ausgänge entsprechend vorgesehen sind.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang Schnittebene II, gemäß Fig. 1, wobei die Fördereinrichtung mit dem Antriebsmotor 70 teilweise geschnitten dargestellt ist. Die Fördereinrichtung enthält ein zweckmäßig bis zum Boden 4 der Reaktionskammer 2 ragendes Förderrohr 136. Dieses Förderrohr 136 ist mit dem Flansch 98 verbunden und ragt durch eine Öffnung 72 des Deckels 8. Das Förderrohr 136 hat an seinem unteren Ende einen Anschluß 138 für eine Abflußleitung 140, über deren Auslauf 30 beispielsweise mittels eines Schlauches die Verbindung mit der Kanalisation hergestellt werden kann. Die Abflußleitung 140 ist ebenso wie das Förderrohr 136 mit dem Flansch 98 verbunden bzw. durch diesen hindurchgeführt. Der Flansch 98 und somit die komplette Fördereinrichtung incl. der Abflußleitung 140 sind auf dem Deckel 8 in geeig­ neter Weise, insbesondere mittels hier nicht weiter darge­ stellten Schrauben, befestigt. Es handelt sich insoweit um eine vorgefertigte Baugruppe, welche komplett vormontiert ist und zur Montage lediglich von oben auf den Deckel 8 aufge­ setzt wird, wobei das Förderrohr 136 und die Abflußleitung 140 durch die Öffnung 72 des Deckels 8 hindurchgeführt werden. Nachfolgend wird mit dem Flansch 98 die Öffnung 72 verschlossen und die Befestigung auf dem Deckel 8 vorge­ nommen.

Der Antriebsmotor 70 enthält eine Welle 142, mit welcher ein Drehkörper 144 über eine Kupplung 146 und eine Paßfeder 148 drehfest verbunden ist. Die Welle 142 weist eine konische Außenfläche auf, welche in eine entsprechend konische Ausneh­ mung 150 des Drehkörpers 144 eingreift, wodurch dessen koaxiale Ausrichtung zur Welle 142 gewährleitstet ist. Auch das Förderrohr 136 ist koaxial zur Welle 142 und/oder zum Drehkörper 144 ausgerichtet, um aufgrund möglichst geringer Spalte eine hohe Förderleistung des Fördersystems zu gewähr­ leisten.

Fig. 3 zeigt vergrößert den unteren Teil der Fördereinrich­ tung mit dem Förderrohr 136, dem Drehkörper 144 mit einer ringförmigen Wand 145 und einem Förderelement 152, welches zwei drehrichtungsabhängige Fördersysteme enthält und dreh­ fest mit dem Drehkörper 144, insbesondere mittels einer vorgespannten Gewindeverbindung 154, gekoppelt ist. Am unteren Ende enthält das Förderelement 152 außen eine erste Förderspirale 156, welche im Bereich des Anschlusses 138 endet. Das Förderelement 152 ist als ein im Inneren hohler Ringkörper ausgebildet, in dessen Innenraum ein Einsatz­ element 158 am unteren Ende eingebaut ist. Das Einsatzelement 158 enthält eine zweite Förderspirale 160, welche bezüglich der ersten äußeren Förderspirale 156 den entgegengesetzten Drehsinn aufweist. Ferner ist im Förderelement 152 oben anschließend an das Einsatzelement 158 eine zur Drehachse 162 parallele Zwischenwand 164 angeordnet. Alternativ könnte die zweite Förderspirale in die Innenwand des Förderelements 152 integriert sein und radial innen von einem zylindrischen Einsatzelement abgeschlossen sein.

Oberhalb des Anschlußstutzens 138 ist an der Außenfläche eine Dichtung 166 vorgesehen. Diese Dichtung 166 zwischen dem Drehkörper 144 bzw. dem Förderelement 152 und der Innenwand des Förderrohres 136 ist zweckmäßig berührungslos ausgebil­ det, und zwar insbesondere in Form von Gewindegängen, deren Zahnspitzen 168 zur Innenfläche 170 des Förderrohrs einen möglichst geringen Abstand aufweisen. Der Drehkörper 144 ist zumindest oberhalb des Förderelements 152 mit einem Hohlraum 172 versehen und weist in seiner ringförmigen Wand 145 wenigstens eine bevorzugt im wesentlichen radiale Ausnehmung oder Bohrung 174 auf. Das Förderrohr 136 weist im wesentli­ chen in der gleichen Radialebene wie die genannte Bohrung 174 wenigstens eine Öffnung 176 auf, deren Querschnittsfläche bevorzugt größer ist als die der Ausnehmung oder Bohrung 174 des Drehkörpers 144. Oberhalb der Öffnung ist aufgrund einer, insbesondere an der Innenwand des Förderrohres 136, vor­ gesehenen Ringschulter 177 nur noch eine erheblich reduzierte Spaltbreite vorhanden, welche als Dichtung nach oben wirkt. Schließlich ist am unteren Ende des Förderrohres 136 eine Leiteinrichtung 178 vorgesehen, um eine Rotationsströmung im Einlaufbereich des Förderrohres zu unterbinden und die Förderleistung zu erhöhen. Die Leiteinrichtung 178 kann als Ringkörper mit radialen Durchbrechungen, als Sieb oder wie hier dargestellt als sternförmig angeordnete Leitplatten ausgebildet sein.

Um mittels des ersten, äußeren Fördersystems Flüssigkeit zu fördern, dreht der Antriebsmotor 70 in einer ersten Drehrich­ tung, beispielsweise im Urzeigersinn. Hierbei wird mittels der Förderspirale 156 Flüssigkeit zum Anschlußstutzen 138 gefördert und wird über die daran angeschlossene Abflußlei­ tung somit abgepumpt. Mittels der erfindungsgemäßen berüh­ rungslosen Dichtung 166 wird ein weiteres Hochsteigen der Flüssigkeit im Zwischenraum zwischen dem Drehkörper 144 und dem Förderrohr 136 unterbunden. Da die zweite Förderspirale 160 den gegenläufigen Drehsinn aufweist, wird von dieser keine Flüssigkeit nach oben gefördert. Wird hingegen durch Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors der Drehkörper 144 und somit das Förderelement 152 in der zweiten Drehrichtung, beispielsweise entgegen dem Uhrzeigersinn, gedreht, so fördert das zweite, innere Fördersystem Flüssigkeit nach oben, wobei mittels der Zwischenwand 164 ein Abreißen der Rotationsströmung erreicht wird und Flüssigkeit nach oben in den Hohlraum 172 und zur Ausnehmung 174 gelangt. Die Ausneh­ mung 174 wirkt als Düse, aus welcher die unter Druck stehende Flüssigkeit radial nach außen gepreßt und durch die Öffnung 176 bzw. Öffnungen 176 in die Reaktionskammer gesprüht wird. Hierbei erfolgt eine sehr effektive Durchmischung der in der Reaktionskammer vorhandenen Flüssigkeit. Besondere Rohrlei­ tungen, Magnetventile oder dergleichen sind nicht notwendig, sondern es erfolgt lediglich durch Vorgabe der Drehrichtung die Einstellung auf die Betriebsart Durchmischen der Flüssig­ keit bzw. Abpumpen der Flüssigkeit.

Fig. 4 zeigt eine Frontansicht der Neutralisationsanlage mit dem Laugentank 10, dem Säuretank 12 und der rechts daneben angeordneten Steuereinheit 20, von welcher oben das Bedien­ feld, insbesondere mit der Anzeige 130 und dem Schalter 132 gut zu erkennen sind.

Unterhalb der Steuereinheit 20 sind zwei in die Reaktions­ dauer 2 einmündende Anschlußleitungen 180, 181 sowie ein Schauglas 182 vorgesehen. Mittels des Schauglases 182 kann von vorn sehr leicht der Füllstand der Flüssigkeit der Reaktionskammer 2 kontrolliert werden.

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht der Neutralisationsanlage mit dem über der Reaktionskammer 2 liegenden Laugentank 10. Zwischen dem Boden des Laugentanks 10 und dem Deckel 8 ist das Magnetventil 134 angeordnet. Das Magnetventil 134 enthält eine Verbindungsleitung 184 zwischen dem Laugentank 10 und der Reaktionskammer 2. Die Verbindungsleitung 186 ist nur dann geöffnet, wenn das Magnetventil 134 von der Steuerein­ heit ein entsprechendes Steuersignal enthält. In diesem Fall kann allein durch die Schwerkraft die Lauge aus dem Laugen­ tank 10 durch die kurze Verbindungsleitung 184 in die Reak­ tionskammer 2 laufen. Die Menge wird hierbei in einfacher Weise durch die Öffnungsdauer des Magnetventils 134 unter Berücksichtigung des Querschnitts der Verbindungsleitung 184 vorgegeben. In entsprechender Weise ist zwischen dem Säure­ tank und der Reaktionskammer ein zweites, hier nicht weiter dargestelltes, Magnetventil angeordnet, um nach Bedarf auf kürzestem Wege Säure in die Reaktionskammer einzuleiten.

Claims (10)

1. Fördereinrichtung, insbesondere für eine Neutralisationsanlage, enthaltend eine Pumpe mit einem Antriebsmotor (70) und einem Förderelement (152), wobei der Pumpe ein Förderrohr (136) zugeordnet ist, welches in eine Kammer (2) mit Flüssigkeit eintaucht, und wobei die Flüssigkeit über einen Anschluß (138) aus der Kammer (2) abpumpbar ist oder innerhalb der Kammer (2) umwälzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest teilweise in die Kammer (2) eintauch­ bare Förderelement (152) zwei in Abhängigkeit der Drehrichtung wirksame För­ dersysteme enthält und in dem Förderrohr (136) drehbar angeordnet ist und daß die Drehrichtung des Antriebsmotors (70) und/oder des Förderelements (152) wahlweise vorgebbar ist.

2. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des am Förderrohr (136) vorgesehenen Anschlusses (138) zwischen der Innenwand des Förderrohres (136) und dem Förderelement (152) eine Dichtung (166) vorgesehen ist, welche insbesondere als berührungsfreie Dichtung ausgebildet ist.

3. Fördereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (166) als ein an der Außenfläche des Förderelements (152) angeordnetes Gewinde ausgebildet ist, dessen Zahnspitzen (148) einen vorgebbaren kleinen Abstand zur Innenfläche (170) des Förderrohres (136) aufweisen.

4. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördersysteme des Förderelements (152) im Bereich von dessen Außenfläche eine erste Förderspirale (156) und im Inneren des Förderelements (152) eine zweite Förderspirale (160) enthalten, wobei diese beiden Förderspiralen (156, 160) zueinander entgegengerichteten Drehsinn aufweisen.

5. Fördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere, zweite Förderspirale (160) an der Außenfläche eines Einsatzelements (158) angeordnet ist, welches im Inneren des als hohler Ringkörper mit bevorzugt zylindrischer Innenfläche ausgebildeten Förderelements (152) angeordnet ist.

6. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Förderelements (152) oberhalb der inneren, zweiten Förderspirale (160) und/oder des Einsatzelements (158) eine Zwischenwand (164) angeordnet ist, welche bevorzugt im wesentlichen in einer Axialebene angeordnet ist.

7. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Förderrohres (136) eine Leiteinrichtung (178) angeordnet ist, welche zumindest zur Reduzierung einer Rotationsströmung vorgesehen ist.

8. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Förderelements (152) und/oder oberhalb der Dichtung (166), bevorzugt im Drehkörper (144) ein Hohlraum (172) vorgesehen ist, welcher von einer ringförmigen Wand (145) umgeben ist, und daß die ringförmige Wand (145) wenigstens eine radial durchgehende Ausnehmung oder Bohrung (174) aufweist und daß das umgebende Förderrohr (136) wenigstens eine durchgehende Öffnung (176) aufweist, durch welche in den Hohlraum (172) geförderte und durch die Ausnehmung (174) nach außen gelangte Flüssigkeit in die umgebende Kammer (2) förderbar ist.

9. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Öffnung (176) insbesondere die Innenfläche des Förderrohres (136) eine Ringschulter (177) derart aufweist, daß oberhalb derselben der Ringspalt zwischen der Außenfläche des Drehkörpers (144) und der Innenfläche des Förderrohres (136) verengt ist.

10. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderrohr (136) und der Antriebsmotor (70) auf einem Flansch (98) befestigt sind, welcher zur Befestigung auf einem über der Kammer (2) angeord­ neten Deckel (8) vorgesehen ist, wobei eine mit dem Anschluß (138) verbundene Abflußleitung (140) bevorzugt gleichfalls am Flansch (98) befestigt und insbesondere durch diesen nach oben hindurchgeführt ist.