DE9420713U1 - Equipment for the preparation of brine - Google Patents
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Abstract
Description
Einrichtung zur Zubereitung von SoleEquipment for preparing brine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Zubereitung von Sole für die Präparierung von Straßenoberflächen bei winterlichen Vereisungsgefahren mit einer Vorrichtung zum Mischen von Salz und Wasser und einem mit der fertigen Sole beschickbaren Vorratsbehälter.The invention relates to a device for preparing brine for the preparation of road surfaces in winter when there is a risk of icing, with a device for mixing salt and water and a storage container that can be filled with the finished brine.
Sole oder Salzlake wird auf vereiste oder vereisungsgefährdete Straßenoberflächen in Verbindung mit dem Ausbringen von Streugut aufgesprüht, um das Streugut auf der Straßenoberfläche zu fixieren. Die Salzkonzentration der Sole ist dabei in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Temperatur so zu wählen, daß der Wasserbestandtei! der Sole nicht selbst gefriert und Glätte hervorruft. Die Streudienste benötigen daher eine in der Salzkonzentration an die jeweilige Außentemperatur angepaßte Sole, und zwar im Bedarfsfalle kurzfristig in größeren Mengen.Brine or salt brine is sprayed onto icy road surfaces or those at risk of icing in conjunction with spreading grit in order to fix the grit to the road surface. The salt concentration of the brine must be selected depending on the prevailing temperature so that the water component of the brine does not freeze itself and cause slipperiness. The gritting services therefore need a brine with a salt concentration adapted to the respective outside temperature, and if necessary in large quantities at short notice.
Eine bekannte Einrichtung der eingangs genannten Art verfügt als Mischvorrichtung über einen Injektor, durch den Salz in strömendes Wasser injiziert wird. Die auf diese Weise zubereitete Sole strömt in einen Vorratsbehälter, aus dem die Soletanks von Streufahrzeugen befüllt werden. Eine derartige Einrich-A known device of the type mentioned above has an injector as a mixing device through which salt is injected into flowing water. The brine prepared in this way flows into a storage container from which the brine tanks of gritting vehicles are filled. Such a device
tung arbeitet bei der Solezubereitung mit nur geringer Leistung und erfordert für die Injektion ein spezielles, im Vergleich zu Streusalz teureres Salz. Bei starken Temperaturschwankungen bereitet die Aufkonzentration von Sole im Solevorratsbehälter Probleme, da der Injektor mit seiner geringen Leistung erhebliche Zeit benötigt, um die Konzentration der bevorrateten Solemenge auf einen bei stark abgesunkener Außentemperatur dieser angepaßten Wert anzuheben.The device only works with low power when preparing the brine and requires a special salt for injection, which is more expensive than road salt. When there are large temperature fluctuations, the concentration of brine in the brine storage tank causes problems, as the injector, with its low power, requires a considerable amount of time to increase the concentration of the stored brine to a value that is adapted to the outside temperature when it has dropped significantly.
Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem der Schaffung einer Einrichtung, die eine hohe Zubereitungsleistung hat, eine schnelle Konzentrationsänderung der bevorrateten Sole ermöglicht und dabei kostengünstig arbeitet.The invention addresses the problem of creating a device that has a high preparation capacity, enables a rapid change in the concentration of the stored brine and operates cost-effectively.
Die Erfindung löst das Problem durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 8 verwiesen.The invention solves the problem by a device having the features of claim 1. With regard to essential further embodiments, reference is made to claims 2 to 8.
Der Wiegemischbehälters ermöglicht eine schnelle und zudem genaue Zubereitung von großen Chargen von Sole, da Salz mit hoher Geschwindigkeit in eine vorgegebene Menge an Wasser eingebracht und dabei billiges, normales Streusalz verwendet werden kann. Nach der Zubereitung einer Charge, die durch ein Rührwerk zusätzlich beschleunigt wird, kann die Sole durch eine Förderpumpe schnell in den Vorratsbehälter überführt werden und dort den Solevorrat ergänzen, wobei dem Solevorrat eine Konzentration vermittelt wird, die sich aus den Konzentrationen und Mengen der zugeführten Solecharge und dem im Vorratsbehälter enthaltenen Solevorrat ergibt. Die Rücklaufleitung ermöglicht zum einen ein Umpumpen der im Vorratsbehälter enthaltenen Sole zum Zwecke der Vergleichmäßigung der Salzkonzentration zum anderen aber auch eine Rückführung von Sole aus dem Vorratsbehälter in den Wiegemisch-The weighing mixture tank enables large batches of brine to be prepared quickly and accurately, as salt can be added to a given amount of water at high speed and cheap, normal road salt can be used. After a batch has been prepared, which is further accelerated by a stirrer, the brine can be quickly transferred to the storage tank by a feed pump and replenish the brine supply there, whereby the brine supply is given a concentration that results from the concentrations and amounts of the brine batch supplied and the brine supply contained in the storage tank. The return line enables the brine contained in the storage tank to be pumped around for the purpose of equalizing the salt concentration and also allows brine to be returned from the storage tank to the weighing mixture tank.
behälter, die dort durch Zuführung von Salz schnell und hoch aufkonzentriert werden kann, so daß nach Rückführung der entnommenen und als Charge aufkonzentrierten Solemenge in den Vorratsbehälter die in diesem enthaltene Solemenge besonders schnell und ohne Erhöhung der Gesamtsolemenge in der Konzentration erhöht werden kann. Auch eine Herabsetzung der Salzkonzentration der Sole im Vorratsbehälter zur Anpassung an einen Anstieg der Außentemperatur ist schnell und unschwer durch Zuführen von Frischwasser aus dem Wiegemischbehälter in den Vorratsbehälter möglich.container, which can be concentrated quickly and highly by adding salt, so that after returning the brine quantity extracted and concentrated as a batch to the storage container, the brine quantity contained in it can be increased particularly quickly and without increasing the total brine quantity in concentration. The salt concentration of the brine in the storage container can also be reduced quickly and easily to adapt to an increase in the outside temperature by adding fresh water from the weighing mixture container to the storage container.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung näher veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigen:Further details and advantages emerge from the following description and the drawing, in which two embodiments of the subject matter of the invention are illustrated in more detail. In the drawing:
Fig. 1 eine fließschemaartige Darstellung einer Einrichtung zur Solezubereitung nach der Erfindung, undFig. 1 is a flow diagram of a device for preparing brine according to the invention, and
Fig. 2 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 zur Veranschaulichung einer abgewandelten Beschickung.Fig. 2 is a view similar to Fig. 1 to illustrate a modified loading.
Die in der Zeichnung veranschaulichte Einrichtung zur Zubereitung von Sole umfaßt im einzelnen einen Wiegemischbehälter 1, dessen Wiegevorrichtung von Druckmeßdosen 2, Dehnungsmeßstreifen od.dgl. gebildet sein kann, auf denen sich der Wiegemischbehälter 1 abstützt. Der Wiegemischbehälter 1 weist ein Rührwerk 2 mit Motor 3, Rührwerkswelle 4 und Rührwerkzeug 5 auf. Der Auslaß 6 des Wiegemischbehäiters 1 ist über eine mit einer Förderpumpe 7 versehene Förderleitung 8 mit einem Vorratsbehälter 9 für zubereitete Sole 10 verbunden, an dessen Auslaß eine mit einer Förderpumpe 11 versehene Entnahmeleitung 12 angeschlossen ist.The device for preparing brine illustrated in the drawing comprises in detail a weighing mixture container 1, the weighing device of which can be formed by pressure cells 2, strain gauges or the like, on which the weighing mixture container 1 is supported. The weighing mixture container 1 has an agitator 2 with motor 3, agitator shaft 4 and agitator tool 5. The outlet 6 of the weighing mixture container 1 is connected via a delivery line 8 provided with a delivery pump 7 to a storage container 9 for prepared brine 10, to the outlet of which a withdrawal line 12 provided with a delivery pump 11 is connected.
Aus der Entnahmeleitung 12 mündet stromab der Förderpumpe 11 eine Rücklaufleitung 13 aus, die zum Vorratsbehälter 9 und zum Wiegemischbehälter 1 zurückgeführt und mit diesen wahlweise verbindbar ist. Während die Rücklaufleitung 13 unmittelbar in den Wiegemischbehälter mündet, ist zur Verbindung der Rücklaufleitung 13 mit dem Vorratsbehälter 9 eine Zweigleitung 14 vorgesehen, die durch ein Ventil 15 freigeb- und verschließbar ist. Ein weiteres Ventil 16 gibt stromab der Zweigleitung 14 die Rücklaufleitung 13 zum Wiegemischbehälter 1 hin frei oder sperrt diese ab.A return line 13 flows out of the extraction line 12 downstream of the feed pump 11, which is led back to the storage tank 9 and the weighing mixture tank 1 and can be optionally connected to these. While the return line 13 flows directly into the weighing mixture tank, a branch line 14 is provided to connect the return line 13 to the storage tank 9, which can be opened and closed by a valve 15. A further valve 16 downstream of the branch line 14 opens or closes the return line 13 to the weighing mixture tank 1.
Stromab der Ausmündung der Rücklaufleitung 13 aus der Entnahmeleitung 12 ist ein Ventil 17 vorgesehen, durch das die Entnahmeleitung 12 für eine Abgabe von Sole in einen Tank 18 eines Streufahrzeugs 19 (Fig. 2) freigebbar ist. Ein weiteres Ventil 20 ist stromab der Förderpumpe 7 in der Förderleitung 8 zwischen dem Wiegemischbehälter 1 und dem Vorratsbehälter 9 vorgesehen, und ein weiteres Ventil 21 befindet sich in einer Frischwasserzuleitung 22, durch die der Wiegemischbehälter 1 mit Frischwasser beschickbar ist. Den Pumpen 7,11 jeweils vorgeordnete Ventile 23,24 sind dazu bestimmt, die Auslässe aus den Behältern 1,9 abzusperren, wenn beispielsweise Wartungsarbeiten an den Pumpen durchzuführen sind. Diese Ventile können als Handventile ausgebildet sein, während die übrigen Ventile vorzugsweise elektrisch oder pneumatisch betätigte Automatikventile sind.Downstream of the outlet of the return line 13 from the extraction line 12, a valve 17 is provided through which the extraction line 12 can be released for the discharge of brine into a tank 18 of a spreading vehicle 19 (Fig. 2). A further valve 20 is provided downstream of the feed pump 7 in the feed line 8 between the weighing mixture container 1 and the storage container 9, and a further valve 21 is located in a fresh water supply line 22 through which the weighing mixture container 1 can be filled with fresh water. Valves 23, 24 arranged upstream of the pumps 7, 11 are intended to shut off the outlets from the containers 1, 9 when, for example, maintenance work is to be carried out on the pumps. These valves can be designed as manual valves, while the other valves are preferably electrically or pneumatically operated automatic valves.
Ein Zentralsteuergerät 25 steuert sämtliche Funktionen der Einrichtung und ist mit sämtlichen Ventilen, Antrieben und Meßgeräten der Einrichtung verbunden, um eine Steuerung nach einem vorgegebenen Programm und unter Auswertung ermittelter Meßwerte vorzunehmen. Das Zentralsteuergerät 25 umfaßt einen Computer, dessen Programm die dem Wiegemischbehälter 1 zugeführ-A central control unit 25 controls all functions of the device and is connected to all valves, drives and measuring devices of the device in order to carry out control according to a predetermined program and by evaluating measured values. The central control unit 25 comprises a computer whose program controls the data supplied to the weighing mixture container 1.
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ten Mengen an Wasser und Salz und die über die Entnahmeleitung 12 abgegebenen Solemengen erfassen und dementsprechend jederzeit die in der Einrichtung vorhandene Gesamtsolemenge und deren Salzkonzentration bestimmen und dem Programmablauf zugrunde legen kann.measured amounts of water and salt and the amounts of brine released via the extraction line 12 and can therefore determine the total amount of brine present in the facility and its salt concentration at any time and use this as the basis for the program sequence.
Der Vorratsbehälter 9 kann mit einem nicht näher dargestellten Meßgerät zur Erfassung der Salzkonzentration der Sole versehen sein und auch eine Meßsonde für die Füllstandsermittlung aufweisen, die ebenfalls nicht dargestellt ist. Statt dessen kann der Vorratsbehälter auch mit einer Wiegevorrichtung ausgestattet sein. Bei einer besonders einfachen Ausführung der Einrichtung genügt es, den Vorratsbehälter mit einem Minimal- und einem Maximal-Füllstandsmeßgerät 26,27 zu versehen.The storage container 9 can be equipped with a measuring device (not shown in detail) for detecting the salt concentration of the brine and also have a measuring probe for determining the fill level, which is also not shown. Instead, the storage container can also be equipped with a weighing device. In a particularly simple design of the device, it is sufficient to equip the storage container with a minimum and a maximum fill level measuring device 26,27.
In der Entnahmeleitung 12 kann ein Durchlaufmeßgerät (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um die Entnahmemenge direkt zu messen. Die Entnahmemenge kann aber auch durch Vorsehen einer Dosierpumpe als Förderpumpe 11 ermittelt werden. Das Vorsehen von Meßgeräten ist für die Entnahmemenge entbehrlich, wenn eine computermäßige Erfassung der dem Wiegemischbehälter 1 zugeführten Solebestandteile erfolgt und der Vorratsbehälter mit Füllstand-Grenzwertmeßgeräten 26,27 versehen ist, bei deren Ansprechen jeweils die im Vorratsbehälter 9 vorhandene Istmenge an Sole erfaßt und daraus und aus den dem Wiegemischbehälter zugegangenen Mengen die Abgabemenge an Sole ermittelt werden kann.A flow meter (not shown) can be provided in the extraction line 12 to directly measure the extraction quantity. The extraction quantity can also be determined by providing a metering pump as a feed pump 11. The provision of measuring devices is not necessary for the extraction quantity if the brine components fed to the weighing mixture container 1 are recorded by computer and the storage container is provided with level limit measuring devices 26, 27, when activated, the actual amount of brine present in the storage container 9 is recorded and the amount of brine delivered can be determined from this and from the amounts received in the weighing mixture container.
Dem Wiegemischbehälter 1, der beispielsweise ein Chargenvolumen von 4000 I aufnehmen kann, wird zunächst Wasser und anschließend Salz in jeweils vorgegebener Menge zugeführt. Dies kann beispielsweise mittels eines Schneckenförderers erfolgen, der bei dem Beispiel nach Fig. 1 als Schrägför-The weighing mixing container 1, which can hold a batch volume of 4000 l, is first fed with water and then with salt in a predetermined amount. This can be done, for example, using a screw conveyor, which in the example shown in Fig. 1 is designed as an inclined conveyor.
derer 28 ausgebildet ist und aus einem Vorratsbehälter 29 für Salz mittels einer Austragschnecke 30 beschickt wird. Der Schneckenförderer kann beispielsweise auch als Austragförderer 31 dem Austragende eines Salzsilos 32 zugeordnet sein, in dem Streusalz bevorratet ist, das gleichzeitig auch in ein Streufahrzeug 19 abgegeben werden kann.of which 28 is designed and is fed from a storage container 29 for salt by means of a discharge screw 30. The screw conveyor can, for example, also be assigned as a discharge conveyor 31 to the discharge end of a salt silo 32 in which road salt is stored, which can also be discharged into a gritting vehicle 19 at the same time.
Im Wiegemischbehälter 1 wird das diesem bevorzugt zugeführte einfache Streusalz fortlaufend in der Wassermenge aufgelöst, was durch die Wirkung des Rührwerks 2 beschleunigt wird. Praktisch mit Abschluß der Salzzufuhr ist eine Sole entstanden, deren Salzkonzentration durch die Vorgabemengen festgelegt ist. Die fertiggestellte Solecharge wird anschließend durch die Förderleitung 8 mittels der Förderpumpe 7 in den Vorratsbehälter 9 überführt, der zweckmäßig ein Speichervolumen aufweist, das einem Mehrfachen des Chargenvolumens des Wiegemischbehälters entspricht. Daran können sich weitere Zubereitungsvorgänge anschließen, bis die gewünschte Sollmenge im Vorratsbehälter 9 enthalten ist bzw. der Solepegel den oberen Grenzwertmeßgeber 27 aktiviert.In the weighing mixture container 1, the simple road salt preferably added to it is continuously dissolved in the water, which is accelerated by the effect of the agitator 2. Practically when the salt supply is complete, a brine is created whose salt concentration is determined by the specified quantities. The finished brine batch is then transferred through the delivery line 8 by means of the delivery pump 7 into the storage container 9, which expediently has a storage volume that corresponds to a multiple of the batch volume of the weighing mixture container. Further preparation processes can then follow until the desired target quantity is contained in the storage container 9 or the brine level activates the upper limit sensor 27.
Da die Salzkonzentration der Sole eine temperaturabhängige Größe darstellt, kommt es vor, daß die Konzentration kurzfristig zu erhöhen oder herabzusetzen ist, um sicherzustellen, daß im Falle einer Temperaturerniedrigung die Sole beim Ausbringen auf der Straßenoberfläche nicht gefriert und zur Glättebildung beiträgt, und um zu verhindern, daß bei Temperaturerhöhung keine unnötige Menge an Salz auf die Straße gelangt.Since the salt concentration of the brine is a temperature-dependent quantity, it may be necessary to increase or decrease the concentration for a short period of time to ensure that in the event of a drop in temperature the brine does not freeze when applied to the road surface and contribute to the formation of ice, and to prevent an unnecessary amount of salt from reaching the road when the temperature rises.
Eine Aufkonzentration kann bei vollem Vorratsbehälter 9 durch Überführen einer Teilmenge an Sole über die Rücklaufleitung 13 in den Wiegemischbehälter 1 dadurch erfolgen, daß dieser Teilmenge Salz zugeführt und eine Charge mitConcentration can be achieved when the storage tank 9 is full by transferring a partial amount of brine via the return line 13 into the weighing mixing tank 1 by adding salt to this partial amount and mixing a batch with
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einer erhöhten Salzkonzentration gebildet wird, die bei Vermischen mit der im Vorratsbehälter 9 verbliebenen Solemenge der vereinigten Gesamtmenge die gewünschte erhöhte Salzkonzentration vermittelt. Sofern die gewünschte Aufkonzentration nicht mit einer einzigen, zusätzlich mit Salz versetzten Charge erzielt werden kann, läßt sich dieser Vorgang beliebig wiederholen.an increased salt concentration is formed, which when mixed with the amount of brine remaining in the storage container 9 imparts the desired increased salt concentration to the combined total. If the desired concentration cannot be achieved with a single batch with additional salt added, this process can be repeated as often as desired.
Zur Herabsetzung der Konzentration genügt es, dem Wiegemischbehäiter 1 die für die gewünschte Konzentrationsveränderung benötigte Wassermenge zuzuführen und aus diesem unmittelbar in den Vorratsbehälter 9 zu fördern.To reduce the concentration, it is sufficient to add the amount of water required for the desired concentration change to the weighing mixture container 1 and to pump it directly from there into the storage container 9.
Werden zwischenzeitlich Teilmengen an Sole aus dem Vorratsbehälter 9 zu Ausbringzwecken auf der Straße entnommen, kann unter Berücksichtigung der jeweils herrschenden Außentemperatur der Solevorrat in dem Vorratsbehälter 9 kurzfristig ergänzt werden, wobei die Salzkonzentration in der im Wiegemischbehäiter 1 anzumischenden Charge durch das Programm derart bestimmt wird, daß sich nach Übergang der Charge im Vorratsbehälter 9 Sole einer gewünschten Salzkonzentration befindet.If partial quantities of brine are taken from the storage container 9 for spreading on the street, the brine supply in the storage container 9 can be replenished at short notice, taking into account the prevailing outside temperature, whereby the salt concentration in the batch to be mixed in the weighing mixing container 1 is determined by the program in such a way that after the batch has been transferred, the storage container 9 contains brine of a desired salt concentration.
Durch das Zentralsteuergerät 25 kann sichergestellt werden, daß nur Sole mit einer passenden Salzkonzentration entnehmbar ist. Sofern die Salzkonzentration der Sole im Vorratsbehälter 9 noch nicht den gewünschten Wert erreicht hat, kann das Zentralsteuergerät 25 das Öffnen des Ventils 17 und das Einschalten der Pumpe 11 unterbinden. Wird dem Computer im Zentralsteuergerät 25 ständig der für die Solekonzentration maßgebliche Außentemperaturwert, z.B. automatisch von einem Außentemperaturmeßgerät, zugeführt, kann die Anlage durch Aufkonzentrieren oder Herabsetzen der Konzentration ständig Sole geeigneter Konzentration im Vorratsbehälter 9 vorhalten.The central control unit 25 can ensure that only brine with a suitable salt concentration can be removed. If the salt concentration of the brine in the storage tank 9 has not yet reached the desired value, the central control unit 25 can prevent the valve 17 from opening and the pump 11 from being switched on. If the computer in the central control unit 25 is constantly supplied with the outside temperature value that is relevant for the brine concentration, e.g. automatically from an outside temperature measuring device, the system can constantly maintain brine of a suitable concentration in the storage tank 9 by increasing or decreasing the concentration.
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