EP0554706A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Fördern einer Flüssigkeit - Google Patents

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EP0554706A1
EP0554706A1 EP93100712A EP93100712A EP0554706A1 EP 0554706 A1 EP0554706 A1 EP 0554706A1 EP 93100712 A EP93100712 A EP 93100712A EP 93100712 A EP93100712 A EP 93100712A EP 0554706 A1 EP0554706 A1 EP 0554706A1
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delivery line
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delivery
liquid
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Helga geb. Altenau Löffeld
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LOEFFELD HELGA GEB ALTENAU
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/06—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00—Pumping installations or systems
    • F04B23/02—Pumping installations or systems having reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D9/00—Priming; Preventing vapour lock
    • F04D9/004—Priming of not self-priming pumps
    • F04D9/005—Priming of not self-priming pumps by adducting or recycling liquid

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for conveying a liquid, such as heating oil EL, from a remote storage tank via a delivery line by means of negative pressure to a storage container, in which the negative pressure is generated by a mechanically operated pump arranged at the end of the delivery line.
  • a liquid such as heating oil EL
  • a method and a device of the aforementioned type is known from DE-A 1-35 34 723.
  • the liquid is conveyed with a negative pressure, which is generated by a jet pump operated by the liquid as a delivery unit, the liquid supply for operation the jet pump is the oil supply in the storage tank.
  • the liquid conveyed in the auxiliary line is preferably removed from the storage container, to which the liquid conveyed by the pump is also fed.
  • an additional storage container is used specifically for the auxiliary line.
  • the auxiliary line also does not require any additional pumps, since the aforementioned pump also takes over the delivery via the auxiliary line. It is essential that the ratio of the quantities that can be supplied between the main delivery line and the auxiliary line is adjustable.
  • the quantity supplied via the auxiliary line should preferably be set between 0.3 to 10% of the quantity that can be supplied through the main delivery line.
  • Another advantage is that by comparing the pressure ratios and the amounts conveyed in time, which can be done, for example, with the aid of vacuum meters and flow meters, the conveyor system can be monitored very easily. A malfunction can be predicted early on by comparing the delivered quantities and the pressures in the lines.
  • the liquid flow conveyed through the auxiliary line is sufficient to maintain the self-lubrication of conventional mechanical pumps so that they are not destroyed.
  • the oil flow supplied via the auxiliary line cannot be interrupted either, since it is always returned to the storage tank.
  • the device for carrying out the method is characterized by an auxiliary line which opens into the pump line shortly before the delivery line enters the pump.
  • the auxiliary line is connected to a reservoir of the liquid conveyed in the area of the storage container, so that the vacuum generated by the pump, even when the negative pressure in the main line drops, is sufficient to maintain the flow through the auxiliary line.
  • a quantity regulating slide or a similar quantity regulator is preferably installed in the auxiliary line before it opens.
  • Heating oil is conveyed from a distant storage tank 12 via a longer, for example 100 m long delivery line 7.
  • the delivery line can, for example, be laid in the ground.
  • the heating oil reaches a pump 11 which is mechanically driven.
  • the pump is, for example, a gear or screw pump of a known type. It can also be a so-called pump group, as is known per se in conveyor technology. Instead of heating oil, wastewater, solution or the like can also be conveyed, for example.
  • the delivery line 7 Before entering the pump 11, the delivery line 7 can be monitored with respect to the flow rate by means of a flow meter 16.
  • the liquid conveyed by the pump 11 reaches a storage container 1 via the inlet line 6. It can be removed from the storage container 1 using an extraction line 3 as required for an oil burner (not shown).
  • the permanent fill level of the storage container 1 is monitored with the aid of a float switch 5. When the liquid level drops below the permanent fill level, the float switch 5 switches on the pump 11, which then starts to pump again and is stopped when the float switch has reached a maximum position (shown in broken lines).
  • An essential part of the invention is an auxiliary line 14, which ends with its free end 24 below the permanent fill level in the storage container 1 and is suitable for removing a certain amount of liquid from the storage container.
  • the auxiliary line 14 opens at 15 into the (main) delivery line 7, namely immediately before the delivery line 7 enters the pump 11. It is a simple T-connection, without a special nozzle configuration or the like.
  • a filter 10 and a quantity control slide 9 are installed in the line 14.
  • the ratio of the cross sections between the two lines 7 and 14 is such that the quantity supplied via the auxiliary line is approximately 0.003 to 0.1 times the quantity conveyed through the main line 7, in other words, it is by at least an order of magnitude lower than that of the main line.
  • the ratio is preferably about 2: 100 to 3: 100.
  • the pump draws in a sufficient amount of the liquid required for self-lubrication via the auxiliary line, so that the lubrication is not interrupted and the vacuum is also maintained.
  • delivery via the delivery line 7 is resumed. Foaming in the area of the pump vane-wall transitions is therefore clearly avoided.
  • a permanent film adapted to the pump output remains in the area of the movable edges within the pump, so that the pump output never breaks down.
  • a further advantage is that a comparison computer 19 enables the values for vacuum to be compared continuously via the vacuum meters 8 in the delivery line 7 and vacuum meters 18 in the auxiliary line 14 and by means of the corresponding flow meters 16 and 17. If the smallest leaks occur in the delivery line 7, there is, for example, a decrease in the delivery rate at the same vacuum. This is determined very early by comparing the flow rate, so that countermeasures and monitoring can be initiated at an early stage. In this respect, the auxiliary line 14 offers an opportunity to take parameters relevant to the funding there.
  • the transition from the auxiliary line to the main delivery line 7 can also be designed differently, for example by inclined inlets. It should also not be ruled out that feed into the main delivery line takes place within the pump housing. Instead of being removed from the storage container 1, a separate storage container with liquid can also be kept in stock, for example specially cleaned liquid, in order to prevent contamination from entering the pump when the operation is interrupted. It should also be mentioned the possibility of installing a further small auxiliary pump in the auxiliary line 14 if, for. B. appears necessary for security reasons.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein 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 angeordnete, mechanisch betreibbare Pumpe (11) erzeugt wird. Um das Trockenlaufen der Förderpumpe zu verhindern, wird kurz vor Eintritt der Förderleitung (7) in die Pumpe (11) über eine in die Förderleitung einmündende (bei 15) Hilfsleitung (14) mit gegenüber der Förderleitung (7) wesentlich geringerem Förderquerschnitt Flüssigkeit derselben Art wie die der geförderten Flüssigkeit in die (Haupt-)Förderleitung (7) einspeisbar ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fördern einer Flüssigkeit, wie Heizöl EL, von einem entfernt liegenden Vorratstank über eine Förderleitung 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 Flüssigkeiten von einem entfernt liegenden Vorratstank zu fördern, besteht die Vorschrift, daß eine Förderung mittels Unterdruck erfolgt. Hierdurch soll verhindert werden, 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 Förderleitung undicht wird. Insbesondere bei Heizöl besteht daher die Vorschrift, daß bei getrennt liegenden Vorratstank und Lagerbehälter eine Unterdruck-Förderung vorgenommen wird. Die dabei verwendeten Pumpen sind beispielsweise Zahnrad- oder Schraubenspindelpumpen an sich bekannter Bauart. Wird allerdings der für die Förderung erforderliche Unterdruck kleiner als -0,4 bar, so beginnt beispielsweise das Heizöl zu sieden, so daß zu sogenannten Ausgasungen kommen kann. Hierdurch wird der Förderstrom unterbrochen, wobei insbesondere das gefürchtete Trockenlaufen der Förderpumpen zu beobachten ist. Hierdurch werden die Förderpumpen relativ schnell beschädigt, so daß ihre Leistung weiter absinkt und es zu Betriebsunterbrechungen kommt. Ähnliches wird dann beobachtet, wenn die Förderleitung undicht wird.
  • Bekannt ist ein Verfahren und eine Vorrichtung der vorgenannten Art aus der DE-A 1-35 34 723. 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 Nutzförderung unverhältnismäßig groß ist. Außerdem entstehen große Mengen an Gas, die in den Lagerbehälter eingetragen werden und zu Störungen führen können.
  • Es stellt sich demnach die Aufgabe, gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Betriebsweise unter Verwendung herkömmlicher, mechanisch zu betreibender Pumpen oder Pumpengruppen anzugeben, bei dem trotzdem Betriebsstörungen der vorgenannten Art mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlich ausgeschlossen werden können.
  • Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß kurz vor Eintritt der Förderleitung in die Pumpe über eine in die Förderleitung einmündende Hilfsleitung mit gegenüber der Förderleitung wesentlich geringerem Förderquerschnitt Flüssigkeit derselben Art wie die der geförderten Flüssigkeit in die (Haupt-)Förderleitung einspeisbar ist.
  • Vorzugsweise wird die in der Hilfsleitung geförderte Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter entnommen, dem auch die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit zugeführt wird. Es sei aber nicht ausgeschlossen, daß ein zusätzlicher Vorratsbehälter speziell für die Hilfsleitung eingesetzt wird.
  • Die Hilfsleitung benötigt auch keine weitere zusätzliche Pumpe, da die vorgenannte Pumpe die Förderung über die Hilfsleitung mit übernimmt. Wesentlich ist, daß das Verhältnis der zuführbaren Mengen zwischen Haupt-Förderleitung und Hilfsleitung einstellbar ist. Vorzugsweise sollte die über die Hilfsleitung zugeführte Menge zwischen 0,3 bis 10 % der durch die Haupt-Förderleitung zuführbaren Menge eingestellt werden.
  • Ein weiterer Vorteil ist, daß durch Vergleich der Druckverhältnisse und der in der Zeit geförderten Mengen, was beispielsweise mit Hilfe von VakuumMetern und Durchflußmessern geschehen kann, eine sehr einfache Überwachung des Fördersystems durchgeführt werden kann. Durch einen Vergleich der geförderten Mengen und der in den Leitungen vorhandenen Drücke läßt sich schon frühzeitig eine Betriebsstörung prognostizieren.
  • Kommt es zu den gefürchteten Förderunterbrechungen, so reicht der durch die Hilfsleitung geförderte Flüssigkeitsstrom aus, die Selbstschmierung üblicher mechanischer Pumpen aufrecht zu erhalten, so daß diese nicht zerstört werden. Üblicherweise kann der über die Hilfsleitung zugeführte Ölstrom auch nicht unterbrochen werden, da er immer wieder in den Lagertank zurückgeführt wird.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Hilfsleitung, die kurz vor Eintritt der Förderleitung in die Pumpe in die Förderleitung einmündet. Die Hilfsleitung ist mit einem Vorratsbehälter der geförderten Flüssigkeit im Bereich des Lagerbehälters verbunden, so daß das von der Pumpe erzeugte Vakuum, auch bei Absinken des Unterdruckes in der Hauptleitung, ausreicht, den Förderstrom durch die Hilfsleitung aufrecht zu erhalten.
  • Vorzugsweise wird vor der Mündung der Hilfsleitung in diese eine Mengenregulierungsschieber oder ein ähnlicher Mengenregulator eingebaut.
  • Um auf jeden Fall sicher zu sein, daß in die Hilfsleitung kein Gas eintritt, wird vorgeschlagen, vor das Aufnahmeende der Hilfsleitung eine über die Füllstandshöhe reichende vertikale flüssigkeitsdurchlässige Ausperlwand in den Lagerbehälter einzubauen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
  • Verfahren und Vorrichtung bedienen sich dabei an sich bekannter, bewährter Aggregate, so daß auf deren Beschreibung 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 Durchflußmessers 16 in Bezug auf die Durchflußmenge überwachbar.
  • 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 des Lagerbehälters 1 wird mit Hilfe eines Schwimmerschalters 5 überwacht. Bei Absinken des Flüssigkeitsniveaus unter den Dauerfüllstand schaltet der Schwimmerschalter 5 die Pumpe 11 ein, die dann erneut zu fördern beginnt und gestoppt wird, wenn der Schwimmerschalter eine Höchstposition (gestrichelt dargestellt) erreicht hat.
  • Wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist eine Hilfsleitung 14, die mit ihrem freien Ende 24 unterhalb des Dauerfüllstand-Niveaus im Lagerbehälter 1 endet und dazu geeignet ist, eine gewisse Flüssigkeitsmenge dem Lagerbehälter 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 Düsenkonfiguration oder dergleichen. In die Leitung 14 ist vor Eintritt in die Mündung 15 noch ein Filter 10 und ein Mengenregulierungsschieber 9 eingebaut. Fern er ist hinter den Regulierungsschieber 9 noch ein Durchflußmesser 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 0,1-fache der durch die Hauptleitung 7 geförderten Menge beträgt, mit anderen Worten, sie ist um wenigstens eine Größenordnung niedriger als die der Hauptleitung. Vorzugsweise 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 ausgeschlossen, daß bei Wechsel der Flüssigkeitsart auch andere 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 Gasblasen durch den Pumpe gewandert sind, wird die Förderung 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 zusammenbricht.
  • Ein weiterer Vorteil ist, daß über einen Vergleichsrechner 19 die Werte für Vakuum über die Vakuum-Meter 8 in der Förderleitung 7 und Vakuum-Meter 18 in der Hilfsleitung 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 Rückgang der Förderleistung beim gleichem Vakuum. Dies wird durch Vergleich der Durchflußleistung schon sehr frühzeitig ermittelt, so daß Gegenmaßnahmen und Überwachungen frühzeitig eingeleitet werden können. Insofern bietet die Hilfsleitung 14 eine Möglichkeit, dort für die Förderung relevante Parameter abzunehmen.
  • Abweichend von der vorliegend beschriebenen Ausführungsform sei darauf hingewiesen, daß der Übergang von Hilfsleitung in Haupt-Förderleitung 7 auch anders gestaltet werden kann, beispielsweise durch schräg geführte Einläufe. Es sei auch nicht ausgeschlossen, daß eine Zuführung innerhalb des Pumpengehäuses in die Hauptförderleitung erfolgt. Anstelle der Entnahme aus dem Lagerbehälter 1 kann auch ein separater Lagerbehälter mit Flüssigkeit in Vorrat gehalten werden, beispielsweise speziell gereinigter Flüssigkeit, um bei Betriebsunterbrechung 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 Lagerbehälter 1 zwischen dem Ende der von der Pumpe 11 kommenden Einlaßleitung 6 und dem Aufnahmeende 24 der Hilfsleitung 14 eine über die Füllstandshöhe reichende vertikale flüssigkeitsdurchlässige Ausperlwand 2 angeordnet ist, die verhindert, daß eingetragene Gasperlen bis zum Aufnahmeende der Hilfsleitung gelangen können.

Claims (10)

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 angeordnete, mechanisch betreibbare Pumpe (11) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor Eintritt der Förderleitung (7) in die Pumpe (11) über eine in die Förderleitung einmündende (bei 15) Hilfsleitung (14) mit gegenüber der Förderleitung (7) wesentlich geringerem Förderquerschnitt Flüssigkeit derselben Art wie die der geförderten Flüssigkeit in die (Haupt-) Förderleitung (7) einspeisbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleitung (14) frei im Lagerbehälter (1) unterhalb von dessen Mindestfüllstand endet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Hilfsleitung (14) zuführbare Flüssigkeitsmenge regulierbar ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Hilfsleitung (14) zugeführte Flüssigkeitsmenge auf eine Menge von 0,3 bis 10 % der durch die (Haupt-) Förderleitung zuführbaren Flüssigkeitsmenge eingestellt 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 angeordneten, mechanisch betreibbaren Pumpe (11), dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor Eintritt der Förderleitung in die Pumpe eine Hilfsleitung (14) in die Förderleitung einmündet, die einen gegenüber dem der Förderleitung (7) wesentlich geringeren Förderquerschnitt besitzt, und dadurch, daß die Hilfsleitung (14) mit einem Vorratsbehälter (Lagerbehälter 1) der geförderten Flüssigkeit im Bereich des Lagerbehälters verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleitung mit einem offenen Ende in den Lagerbehälter (1) hineinragt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hilfsleitung (14) vor der Mündung in die Förderleitung (7) ein Mengenregulierungsschieber (9) eingebaut ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis der bei gleichem Druck geförderten Flüssigkeitsmenge bei (Haupt-)Förderleitung (7) und Hilfsleitung (14) sich wie 100 : 0,3 bis 100 : 10, vorzugsweise 100 : 1 bis 100 : 3, verhält.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (11) eine Zahnrad- oder Schraubenspindelpumpe ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden 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.
EP93100712A 1992-02-01 1993-01-19 Verfahren und Vorrichtung zum Fördern einer Flüssigkeit Expired - Lifetime EP0554706B1 (de)

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AT (1) ATE136625T1 (de)
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ES (1) ES2086793T3 (de)

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