DE4403396C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung eines Flüssigkeitsbehälters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dispergierenden und/oder homogenisierenden Behandlung eines Flüssigkeits- oder eines Flüssigkeits-Feststoff- Gemisches und zur Reinigung des das Gemisch aufnehmenden Flüssigkeitsbehälters, wobei in den Flüssigkeitsbehälter eine durch eine Pumpe unter Zuhilfenahme einer nachgeschalteten gesteuerten Drosselstelle erzeugte Stoßwellen-Strömung eingeleitet wird.

Ein solches Verfahren und Vorrichtungen zu dessen Durchführung sind bekannt durch die EP 0 257 298 B1. Durch die EP 0 349 864 B1 wurde das bekannte Verfahren noch dahingehend optimiert, daß die Einleitung der Stoßwellen in Taktzyklen erfolgt, die sich an die jeweils herrschenden Bedingungen im Flüssigkeitsbehälter anpassen oder die frei wählbar zugeschaltet werden können. Es ist wesentlich für das bekannte Verfahren, daß bei einem geringen Aufwand an Aggregaten und an Energie eine weitreichende Aufbereitung einer in einem Behälter gespeicherten, mit Feststoffen belasteten Flüssigkeit erfolgt. Ursächlich hierfür ist die Stoßwellen-Strömung, durch welche in der Flüssigkeit fortschreitende Wellenzüge mit Koppeleffekt und Reflexion erzeugt werden, deren intensive Misch- und Homogenisationswirkung mit einer gründlichen Aufwirbelung der in der Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe auch auf einer längeren Strecke nur geringfügig abnimmt. Vor allem in sehr langen Staukanälen für Abwasser, die im Regenfall als Pufferbecken dienen, bewährte sich das bekannte Verfahren. Aufgrund der weitreichenden Wirkung der Stoßwellen-Strömung vermochte ein Aggregat die Reinigungs- und Spülarbeit zu leisten, die vorher von mehreren, mit Abstand hintereinander angeordneten Aggregaten verrichtet wurde.

Die Erfindung bezweckt eine weitere Verringerung des Aufwandes und Energieeinsatzes.

Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird dies dadurch erreicht, daß der während der Schließzeit der Drosselstelle erhöhte Pumpendruck für die Füllung eines zwischen der Pumpe und der Drosselstelle gelegenen Pufferbehälters genutzt wird, dessen Pufferrauminhalt während der Öffnungsstellung der Drosselstelle in die zur Drosselstelle führende Druckleitung abgegeben wird. Damit wird zeitbemessen ein vergrößerter Gesamtförderstrom erzielt.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann im Vergleich zu der beim vorbekannten Verfahren notwendigen Pumpe eine solche mit deutlich geringerer Förderleistung und entsprechend niedrigerer Motorleistung eingesetzt werden. Hierdurch werden auch die Betriebskosten wesentlich herabgesetzt. Die nun einzusetzende Pumpe sollte im übrigen zumindest die gleiche Förderhöhe besitzen wie die vorher verwendete Pumpe. Um die durch das erfindungsgemäße Verfahren eröffneten Möglichkeiten optimal zu nutzen, sollte eine Pumpe gewählt werden, deren Förderhöhe mit abnehmender Fördermenge stark ansteigt, die also eine steile Förderkennlinie besitzt. Außerdem sollte der Inhalt des Pufferbehälters so groß bemessen sein, daß er über die gesamte Schließzeit der Drosselstelle zur Füllung zur Verfügung steht.

In den Ansprüchen 2 bis 6 werden eine zur Durchführung des Verfahrens zweckmäßige Vorrichtung und deren Ausgestaltungen vorgeschlagen.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine schematisierte Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Vorrichtung ist mit einer Kreiselpumpe 1 ausgestattet, die in einem nicht dargestellten Flüssigkeitsbehälter angeordnet ist und die im Flüssigkeitsbehälter befindliche, mit Feststoffen versetzte Flüssigkeit ansaugt und über ein Strahlrohr 2 ausstößt. Auf ihrem Weg zum Auslaß des Strahlrohres 2 passiert die Flüssigkeit eine Düse 3 und eine Mischkammer 4, in welcher der Flüssigkeit Luft beigemischt wird, die über ein Belüftungsrohr 5 angesaugt wird.

Am Ausgang der Düse 3 ist eine schwenkbare Drosselklappe 6 angeordnet, die mit Hilfe eines Seilzugs 7 von einem Hubmagneten 8 über eine Magnet-Hubstange 9 betätigt wird. Mit der Magnet-Hubstange 9 ist ein Drosselkolben 10 fest verbunden, der beim Absenken und Schließen bzw. Teilschließen der Drosselklappe 6 die Luftzufuhr in das Belüftungsrohr 5 reduziert.

Bei entlastetem Seilzug 7 greift die Drosselklappe 6 in die aus der Düse 3 austretende Strömung ein; durch ein folgendes schnelles Öffnen der Drosselklappe 6 wird schlagartig ein großer Mengenstrom freigesetzt, der einen Druckstoß zur Folge hat. Die durch den Druckstoß erzeugte Stoßwelle pflanzt sich in der Flüssigkeit des Behälters fort.

Bis hier folgt das erfindungsgemäße Verfahren der durch die EP 0 257 298 B1 und die EP 0 349 864 B1 her bekannten Lehre, wobei die genannten Schriften das auch bei der Erfindung genutzte Verfahren und dessen Steuerung mit Taktzyklen ausführlicher beschreiben, als es an dieser Stelle der Fall ist.

Neu für das erfindungsgemäße Verfahren ist, daß der sich während der Schließzeit der Drosselklappe 6 einstellende erhöhte Pumpendruck für die Füllung eines zwischen der Kreiselpumpe 1 und der Drosselklappe 6 gelegenen Pufferbehälters 11 genutzt wird. Der durch eine Membran 12 in einen Flüssigkeitspufferraum 13 und einen mit Gas gefüllten Druckraum 14 unterteilte Pufferbehälter 11 wird bei geschlossener oder teilgeschlossener Drosselklappe 6 über einen an die Druckleitung 15 angeschlossenen Rohrbogen 16 gefüllt. Der Flüssigkeitspufferraum 13 ist so bemessen, daß er während der gesamten Schließzeit der Drosselklappe 6 Flüssigkeit aus der Druckleitung 15 aufnimmt. Es ist von Vorteil beim Übertritt der Flüssigkeit von der Druckleitung 15 in den Rohrbogen 16, daß letzterer eine zum Hauptstrom hin gerichtete Krümmung besitzt, wodurch den in der Förderflüssigkeit enthaltenen Feststoffen ein Übertritt zum Pufferbehälter 11 erschwert wird.

Nach dem Öffnen der Drosselklappe 6 und damit abfallendem Düsen-Systemdruck wird der im Flüssigkeitspufferraum 13 befindliche Inhalt dem von der Kreiselpumpe 1 kommenden Hauptstrom beigefügt, so daß der über die Düse 3 austretende Gesamtförderstrom und der nun entstehende Druckstoß zeitbemessen vergrößert werden. Die Krümmung des Rohrbogens 16 begünstigt die Wirkung, daß die aus dem Pufferbehälter 11 ausströmende Flüssigkeit dem Hauptstrom mit geringen Verlusten zugeführt wird.

Als Füll- und Prüfanschluß des Druckraumes 14 im Pufferbehälters 11 dient eine Rohrleitung 17, die oberhalb des höchstmöglichen Flüssigkeitsspiegels endet und die mit einem Gasbefüllanschluß 18, einem Manometer 19 und einem Anschluß 20 für einen nicht dargestellten Druckaufnehmer ausgestattet ist. Der mit einem z. B. eleketrischen Ausgangssignal ausgestattete Druckaufnehmer kann der mittelbaren Erfassung von Füllstandshöhe und Systemdruckhöhe dienen; sein Signal kann zu Störmeldungen und zu Steuerzwecken genutzt werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur dispergierenden und/oder homogenisierenden Behandlung eines Flüssigkeits- oder eines Flüssigkeits-Feststoff-Gemisches und zur Reinigung des das Gemisch aufnehmenden Flüssigkeitsbehälters, in den eine durch eine Pumpe (1) unter Zuhilfenahme einer nachgeschalteten gesteuerten Drosselstelle (6) erzeugte Stoßwellen-Strömung eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der während der Schließzeit der Drosselstelle (6) erhöhte Pumpendruck für die Füllung eines Flüssigkeitspufferraumes (13) eines zwischen der Pumpe (1) und der Drosselstelle (6) gelegenen Pufferbehälters (11) genutzt wird, und daß der Inhalt des Flüssigkeitspufferraumes (13) während der Öffnungsstellung der Drosselstelle (6) in die zur Drosselstelle (6) führende Druckleitung (15) abgegeben wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zwischen die Pumpe (1) und die Drosselstelle (6) geschalteten Pufferbehälter (11), welcher mit einem gasgefüllten, durch eine flexible Trennwand (12) abgetrennten Druckraum (14) ausgestattet ist, dessen Vordruck entsprechend dem Pumpen- und Systemdruck einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferbehälter (11) in der Nähe der Drosselstelle (6) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist, und daß der Pufferbehälter (11) mit einer der Befüllung seines Druckraumes (14) und der Messung des im Druckraum (14) herrschenden Druckes dienenden, über den Flüssigkeitsspiegel hinausgeführten Rohrleitung (17) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die der Befüllung und Messung dienende Rohrleitung (17) ein Druckaufnehmer angeschlossen ist, welcher der mittelbaren Erfassung der Füllstandshöhe und/oder der Systemdruckhöhe dient und dessen Signal zu Störmeldungen und/oder zu Steuerzwecken genutzt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferbehälter (11) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist und mit einer Vergrößerung des Puffervolumens dienenden Rohrleitungsverlängerung (21) an den zwischen der Pumpe (1) und der Drosselstelle (6) gelegenen Rohrbogen (16) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Pufferbehälters (11) an die zwischen Pumpe (1) und Drosselstelle (6) gelegene Rohrleitung (15) über einen mit seiner Öffnung zur Drosselstelle (6) gerichteten Rohrbogen (16) erfolgt.