EP0349864B1 - Verfahren zur Reinigung von Flüssigkeitsbehältern - Google Patents

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EP0349864B1
EP0349864B1 EP89111543A EP89111543A EP0349864B1 EP 0349864 B1 EP0349864 B1 EP 0349864B1 EP 89111543 A EP89111543 A EP 89111543A EP 89111543 A EP89111543 A EP 89111543A EP 0349864 B1 EP0349864 B1 EP 0349864B1
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pressure
actuation
time
pumping
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EP0349864A2 (de
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Jochen Pretzschel
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
    • B08B9/093—Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
    • B08B9/093—Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays
    • B08B9/0933—Removing sludge or the like from tank bottoms

Definitions

  • the invention relates to a method for generating stop and reflection waves and gushing currents for the homogenization of liquids in particular containing solids and for the cleaning of liquid containers containing solids according to the preamble of claim 1.
  • Such a method is known for example from DE-A-3626 182.
  • a device known from DE-A-34 18 710 provides for this whirling up to be achieved by a pump with a subsequent vortex tube, the cleaning jet consisting of a wastewater / air mixture.
  • DE-A-36 26 182 describes a pump with a downstream throttle valve in order to achieve the same effect.
  • the aim of the invention is a method which enables container cleaning, even in the case of long containers or with a large number of internals, to be carried out in a simple manner in an energy-saving and inexpensive manner by means of preprogrammable and controllable operating mode.
  • this object is achieved in that the discharge flow emerging on the pressure side is directed against the discharge flow predetermined by the container bottom gradient and the conveyor and / or pressure surge device is controlled as a function of the container fill level, with a basic clock cycle for generating the quantity and / or pressure change with a repeat order.
  • the advantages of the method are that additional countercurrent reflection waves are generated by the flow directed against the bottom slope, which contribute to the homogenization of the container contents and thus to its cleaning.
  • the specifically controlled or regulated pressure surge mode for changing the quantity and / or pressure of the conveyed liquid enables, through the clock cycle sequence, that the flow intensity is built up effectively over several hundred meters, whereby the resulting high wave crests cause an additional surge flow, which is indirectly effective on all sides and thus also acts in lateral container niches as well as inlets and outlets.
  • the empirically determined basic cycle time applies to all container shapes and dimensions and ensures basic cleaning.
  • the level-dependent control of the operating / pause time relay enables the conveyor operation to be interrupted until the liquid movement has dropped to a minimum or has come to a complete standstill.
  • a free clock generator can be regulated in the cycle time in such a way that maximum achievable movement fluctuations occur at a certain filling level; the flow velocity can also be taken into account.
  • the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.
  • the drawing shows a schematic control sequence in which three different switching cycles are provided.
  • the tank fill level is detected by a fill level measuring device (1) and the system control contact (2) is closed when a predetermined fill level is reached.
  • the operation / pause time relay (3) goes to the "Operation" position, whereby the conveyor device (4) and, via the stepping circuit (5) and the clock generators (6, 7, 8), the pressure surge device (9) are also moved down.
  • the step circuit (5) started during operation of the conveyor device (4) controls the passage through the timers (10, 11, 12) required for the clock generators (6, 7, 8), which determine the running time of the individual clock generators (6, 7, 8) determine.
  • the timers (10, 11, 12) are run through in the order 10 11 12. However, they can also be freely selected.
  • the clock (6) is set to the basic cycle time and the clock (7) to a container-related actuation cycle time.
  • the opening time (6.1, 7.1) or closing time (6.2, 7.2) of the pressure surge device (9) to be set consists of the basic time and the adjustment percentage.
  • the clock (8) is manually set on site so that its closing and opening times (8.2, 8.1) cause a maximum rocking of the container contents at a certain fill level.
  • the clock generator (8) can be operated automatically via the lines (13).
  • the control line (14) triggers the break in operation and the control line (15) causes a change in the running time of the timer (11).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Stop- und Reflektionswellen sowie Schwallströmungen zur Homogenisierung von insbesondere mit Feststoffenbeladenen Flüssigkeiten und zur Reinigung von feststoffbeinhaltenden Flüssigkeitsbehältern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE-A-3626 182 bakannt.
  • Bei Flüssigkeitsbehältern, welche feststoffbelastete Flüssigkeiten aufnehmen, ergibt sich die Notwendigkeit einer Reinigung aus dem Umstand, daß die bereits nach kurzer Zeit auf den Boden des Flüssigkeitsbehälters abgesunkenen Feststoffe nicht mit der normalen Auslaufströmung mitgeführt werden.
  • Um eine früher übliche manuelle Reinigung des Flüssigkeitsbehälters zu vermeiden, wurden bereits Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen, bei denen die auf den Behälterboden abgesunkenen Feststoffe aufgewirbelt und somit durch die normale Auslaufströmung fortgespült werden.
  • Eine aus der DE-A-34 18 710 bekannte Vorrichtung sieht vor, diese Aufwirbelung durch eine Pumpe mit anschließendem Wirbelrohr, wobei der Reinigungsstrahl aus einem Abwasser-Luft-Gemisch besteht, zu erzielen.
  • Die DE-A-36 26 182 beschreibt zur Erzielung des gleichen Effektes eine Pumpe mit nachgeschalteter Drosselklappe.
  • Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, das eine Behälterreinigung, auch bei langen Behältern oder mit einer Vielzahl von Einbauten, in einfacher Handhabung durch vorprogrammierbare und regelbare Betriebsweise energiesparend und preiswert ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der druckseitig austretende Förderstrom gegen die durch das Behältersohlgefälle vorgegebene Entleerströmung gerichtet ist und die Fördereinrichtung und/oder Druckstoßeinrichtung in Abhängigkeit von der Behälterfüllstandshöhe gesteuert wird, wobei zur Erzeugung der Mengen- und/oder Druckveränderung ein Basis-Taktzyklus mit Wiederholfolge zugrundegelegt wird.
  • Die weiteren Ansprüche nennen verschiedene vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Vorteile des Verfahrens bestehen darin, daß durch den gegen das Sohlgefälle gerichteten Förderstrom zusätzliche Gegenstrom-Reflektionswellen erzeugt werden, die zur Homogenisierung des Behälterinhaltes und somit zu dessen Reinigung beitragen. Der gezielt gesteuert oder geregelte Druckstoßbetrieb zur Mengen- und/oder Druckveränderung der Förderflüssigkeit ermöglicht durch die Taktzyklusfolge, daß die Strömungsintensität über mehrere hundert Meter voll wirksam aufgebaut wird, wobei die dabei entstehenden hohen Wellenberge eine zusätzliche Schwallströmung hervorrufen, die indirekt allseitig wirksam ist und somit auch in seitliche Behälternischen sowie Zu- und Abläufe hineinwirkt. Die empirisch ermittelte Basis-Taktzeit gilt für alle Behälterformen und -abmessungen und gewährleistet die Grundreinigung.
  • Durch die gezielte Druckstoßsteuerung wird der Energiebedarf der Anlage im Mittel halbiert, bei Behälterlängen über 50 Meter sogar bis auf 20 % reduziert.
  • Die füllstandsabhängige Ansteuerung des Betriebs-/Pausenzeitrelais ermöglicht eine Unterbrechung des Förderbetriebes, bis die Flüssigkeitsbewegung auf ein Mindestmaß abgefallen oder ganz zum Stillstand gekommen ist.
  • Füllstandsabhängig kann auch die Schrittschaltungsreihenfolge und die Taktzykluslaufdauer an den Zeitgebern sowie die einzelnen Taktzeiten gesteuert werden. Beim Einsatz von mindestens zwei Füllstandsmeßwertgebern an den Behälterstirnseiten und der damit erfolgenden Erfassung von Minimal- und Maximalwert der Flüssigkeitsschwankung kann ein freier Taktgeber in der Taktzeit so eingeregelt werden, daß bei einer bestimmten Füllhöhe maximal erreichbare Bewegungsschwankungen erfolgen; zusätzlich kann noch die Strömungsgeschwindigkeit berücksichtigt werden.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schematischen Steuerungsablauf, bei dem drei unterschiedliche Schaltzyklen vorgesehen sind.
  • Über eine Füllstandsmeßeinrichtung (1) wird der Behälterfüllstand erfaßt und bei Erreichen einer vorgegebenen Füllhöhe der Anlagen-Ansteuerkontakt (2) geschlossen. Das Betriebs/Pausenzeitrelais (3) geht auf Stellung "Betrieb", wodurch die Fördereinrichtung (4) und über die Schrittschaltung (5) und die Taktgeber (6, 7, 8) auch die Druckstoßeinrichtung (9) abgefahren werden. Die bei Betrieb der Fördereinrichtung (4) angefahrene Schrittschaltung (5) steuert das Durchlaufen der für die Taktgeber (6, 7, 8) benötigten Zeitgeber (10, 11, 12), die die Laufdauer der einzelnen Taktgeber (6, 7, 8) bestimmen. In unserem Ausführungsbeispiel werden die Zeitgeber (10, 11, 12) in der Reihenfolge 10 11 12 durchlaufen. Sie können jedoch auch frei wählbar abgefahren werden. Der Taktgeber (6) wird auf die Basis-Taktzeit und der Taktgeber (7) auf eine behälterbezogene Betätigungs-Taktzeit eingestellt. In beiden Fällen besteht die einzustellende Öffnungszeit (6.1, 7.1) bzw. Schließzeit (6.2, 7.2) der Druckstoßeinrichtung (9) aus der Grundzeit und dem Verstellanteil. Der Taktgeber (8) wird manuell vor Ort so eingestellt, daß seine Schließ- und Öffnungszeit (8.2, 8.1) bei einer bestimmten Füllstandshöhe ein maximales Aufschaukeln des Behälterinhaltes bewirkt. Über die Leitungen (13) kann der Taktgeber (8) automatisch betrieben werden. Die Steuerleitung (14) löst die Betriebspause aus und die Steuerleitung (15) bewirkt eine Veränderung in der Laufzeit des Zeitgebers (11).

Claims (22)

  1. Verfahren zur Erzeugung von Stoß- und Reflektionswellen sowie Schwallströmungen zur Homogenisierung von insbesondere mit Feststoffen belasteten Flüssigkeiten und zur Reinigung von feststoffbeinhaltenden Flüssigkeitsbehältern, deren Anlage, bestehend aus einer Fördereinrichtung (4) und einer Druckstoßeinrichtung (9), nach dem Prinzip der stoßartigen Mengen- und/oder Druckveränderung arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der druckseitig austretende Förderstrom gegen die durch das Behältersohlgefälle vorgegebene Entleerströmung gerichtet ist und die Fördereinrichtung (4) und/oder Druckstoßeinrichtung (9) in Abhängigkeit von der Behälterfüllstandshöhe gesteuert wird, wobei zur Erzeugung der Mengen- und/oder Druckveränderung ein Basis-Taktzyklus (6) mit Wiederholfolge zugrundegelegt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (4) und die Druckstoßeinrichtung (9) getrennt angesteuert werden.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Fördereinrichtung (4) und der Druckstoßeinrichtung (9) stufenlos erfolgt.
  4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer, auf die Behältergeometrie bezogener Betätigungs-Taktzyklus (7) vorgesehen ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Betätigungs-Taktzyklus (8) frei wählbare Ruhe- und/oder Schließzeiten (8.2) sowie Betätigungs- und/oder Öffnungszeiten (8.2) zuläßt.
  6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederholdauer des Basis-Taktzyklus (6) in Abhängigkeit von der Behälter- und/oder Strömungslänge sowie dem Sohlgefälle und bei flüssigkeitsdurchströmten Behältern gegenstromabhängig erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wiederholdauer des Basis-Taktzyklus (6) bei zunehmender Behälterlänge und/oder zunehmendem Sohlgefälle sowie bei steigender Gegenströmung erhöht.
  8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsdauer und Intensität der Förder- und Druckstoßeinrichtung (4, 9) in Abhängigkeit von der Füllstandshöhe im Behälter gesteuert wird.
  9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklenwiederholzeiten sowie die Ruhe- und/oder Schließzeiten (6.2, 7.2, 8.2) der sich durch ändernden Füllstand des Behälters ändernden Behältermasse und damit unterschiedlichen Wellen- und Strömungsstruktur angepaßt werden.
  10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Niveaumeßstellen im Flüssigkeitsbehälter angebracht sind und die Strömungs- und Wellenintensität der Flüssigkeit erfaßt wird, wobei durch die Mengen- und/oder Druckveränderungen eine maximale Flüssigkeitsturbulenz entsteht.
  11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Betätigungs-Taktzyklen (7, 8) kürzer als die Wiederholdauer des Basis-Taktzyklus (6) ist.
  12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis-Taktzyklus (6) und die Betätigungs-Taktzyklen (7, 8) periodisch aufeinanderfolgen.
  13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs-Taktzyklen (7, 8) frei wählbar zugeschaltet werden können.
  14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis-Taktzyklus (6) durch das Verhältnis 1:2 von Ruhe- und/oder Schließzeit (6.2) zur Betätigungs- und/oder Öffnungszeit (6.1) gegeben ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhe- und/oder Schließzeit (6.2) 1 sec +/- 30% und die Betätigungs- und/oder Öffnungszeit (6.1) 2 sec +/- 30% beträgt.
  16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs- und/oder Öffnungszeit (7.1) mindestens eines Betätigungs-Taktzyklus (7) der Basiszeit von 2 sec plus 0,5 % dieser Basiszeit pro Meter Behälterlänge oder mittlerem Umfang bei Rundbehältern entspricht.
  17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Förder- und/oder Druckstoßeinrichtung (4, 9) elektromechanisch betätigt wird.
  18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Förder- und/oder Druckstoßeinrichtung (4, 9) elektropneumatisch betätigt wird.
  19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Förder- und/oder Druckstoßeinrichtung (4, 9) hydraulisch betätigt wird.
  20. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengen- und Druckänderung durch einen Schnellschlußschieber erzielt wird.
  21. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengen- und Druckstoßänderung durch Drehzahlveränderung der Fördereinrichtung (4) erzielt wird.
  22. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (4) mit einem Fremdmedium beaufschlagt und betrieben wird.
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