EP3943679A1 - Hebeanlage für schmutzwasser und verfahren dazu - Google Patents

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Publication number
EP3943679A1
EP3943679A1 EP21187194.2A EP21187194A EP3943679A1 EP 3943679 A1 EP3943679 A1 EP 3943679A1 EP 21187194 A EP21187194 A EP 21187194A EP 3943679 A1 EP3943679 A1 EP 3943679A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
liquid
pump
volume
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21187194.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinrich Kunz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP3943679A1 publication Critical patent/EP3943679A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/22—Adaptations of pumping plants for lifting sewage

Definitions

  • the invention relates to a lifting station for liquids.
  • the invention relates to a lifting system for particle-laden dirty water from washing areas for tools, and a method for using it.
  • Lifting stations are used to pump liquid from a level below a backflow level to a level above this level.
  • Such lifting systems for example, described in publications DE 75 10 359 U1 , have been known for a long time. They include a mostly electrically driven pump, which is arranged in a pit or a container. A sensor detects the fill level and, depending on the fill level, switches the pump on until the level in the pit or container has fallen below a limit value again. The switching can also be time-controlled, so that the pump works for a certain time after a start pulse.
  • the liquid is often dirty water (wastewater), which can be contaminated with dissolved components or contains solids (particles), which must not impair the operation of the lifting station.
  • a problem with particle-laden waste water is that - especially during longer downtimes - the particles settle at the bottom of the pit or tank, where they can compact and stick together.
  • this viscous dirt does not come off, or only very slowly, so that the pump has to be removed at certain intervals and the area mentioned has to be cleaned. This is undesirable because lifting operations cannot take place during maintenance; moreover is the work is unpleasant and, depending on the composition of the dirt, also dangerous.
  • the pumps are positioned as far away from the floor of the lifting station as possible, for example on a base or on feet of appropriate length. This allows more sediment to accumulate before eventually the pump becomes too close and the sediment has to be removed manually.
  • a further problem can be found in the fact that bacteria multiply inside the pit or the housing - not only during longer downtimes, but also generally after a certain period of normal operation. In addition to the risk of infection, they often also produce foul-smelling gases (e.g. sewage gas, H 2 S). If these gases escape into the environment, unpleasant odors are the result.
  • foul-smelling gases e.g. sewage gas, H 2 S
  • the invention is therefore based on the object of providing a device and a method which avoids the disadvantages of the prior art.
  • the invention is intended to reduce the maintenance effort and/or the maintenance intervals of lifting systems provided in particular for particle-laden dirty water. Odor development should also be minimized.
  • the lifting station is used to pump a dirt particle-laden liquid such as dirty water, which is laden with dirt particles.
  • dirty water also occurs, for example, when cleaning tools, which also include painting tools.
  • the particles are, for example, clumps of paint residues.
  • the lifting system comprises a container with an inlet and a pump which is or can be inserted into the container and which is set up to convey the liquid to an outlet.
  • the container can be made of plastic or metal, for example stainless steel.
  • the inlet is used to connect the lifting station to the "source" of the liquid. For example, it can be connected to a washstand provided for cleaning painting tools.
  • a suction side of the pump is located at the bottom of the tank. This means that the pump typically roughly divides the volume into two volumes, hereinafter referred to as “priming volume” and “buffer volume”.
  • the pump is arranged with its suction side facing down, because that is where the liquid always collects first. Accordingly, the buffer volume is located on the other side, typically above the pump.
  • embodiments that do not have a (significant) buffer volume are also possible.
  • the lifting system according to the invention is characterized in that it is set up so that turbulence can be generated at least in the intake volume of the container by means of the pump, which turbulence counteracts the settling of dirt particles in the bottom area of the container. Accordingly, the pump has constructive features which serve to enable said turbulence to be generated by means of the pump.
  • the invention thus avoids the disadvantages known from the prior art.
  • the invention significantly reduces the maintenance intervals of lifting systems provided in particular for liquids laden with dirt particles, since the settling of particles represents a major reason for maintenance, which is effectively reduced with the invention.
  • the construction of the lifting station is very simple, so that the effort for maintenance is also low. Due to the prevention or reduction of the settling of particles and the associated strong mixing of the liquid, the development of odors is also minimized, since bacteria are given fewer opportunities to multiply, and accumulations that have already settled are effectively removed when the lifting plant is started up.
  • the pump comprises a delivery line leading to an outlet, which also has at least one opening forming a bypass. Liquid can be dispensed from this into the volume of the container.
  • the conveying line therefore initially has the simple purpose of bridging the distance between the pump located at the bottom of the container and an outlet located at the top of the container.
  • the delivery line can be permanently connected to the container; preferably, however, it is provided by a pipe or hose which starts at the discharge side of the pump, to which it is preferably also mechanically, in particular rigidly, connected, and which reaches at least to the top of the container.
  • the delivery line has at least one opening through which part of the liquid pumped into the delivery line can flow back into the container.
  • part of the liquid which is actually already in strong motion due to the pumping, is used in an advantageous manner to generate the turbulence desired according to the invention in the container, whereby it is clear that these should be present in particular in the intake volume.
  • the turbulence hits the bottom of the container, where the risk of particles settling is greatest, and whirls them up.
  • the liquid in the intake volume which is thus further enriched with dirt particles, is then transported away by the pump, with part of the liquid being pumped being able to escape through the bypass into the container volume.
  • the amount of liquid that has already been delivered (ie sucked in) can flow back into the container through the opening that forms a bypass.
  • the (bypass) flow is caused by the pump itself. This means that the pump itself creates a certain amount of pressure in the delivery line during operation, so that liquid can flow through the opening to an area with lower pressure, whereby this liquid whirls up and transports particles.
  • a bypass can be provided in a very simple manner, as will be explained below.
  • the delivery line has at least one opening through which part of the liquid pumped into the delivery line can be discharged specifically into the intake volume.
  • part of the typically high-pressure liquid that has already been sucked in and pressed into the delivery line leaves it again directly into the suction area of the pump.
  • the remaining part leaves the conveying line through the outlet.
  • the liquid particularly preferably leaves the delivery line in the (if possible entire) bottom area of the intake volume, where the probability of deposits occurring is highest.
  • the discharge into the intake or base area leads to strong turbulence in the intake area or intake volume, so that dirt particles are prevented from settling very effectively, or particles that have already settled are whirled up again.
  • a hole in the area of the curve piece which points approximately vertically downwards, is capable of providing the turbulence according to the invention. It is clear that the hole must be of sufficient size; this can even be in the range of the diameter of the (further) delivery line, or slightly below. It is also clear that the opening must be so large that clogging of the same is largely impossible. A size of 30% to 50% or even 70% to 90% of the diameter of the delivery line is conceivable.
  • the orifice may also have a slope other than 90° to further enhance the provision of turbulence. Consequently, a significant proportion of the conveyed volume is intended to be released again specifically into the intake area of the container in order to form turbulence. In this way in particular, it is possible to achieve the desired effect of preventing particles from settling.
  • the opening in the delivery line is arranged in such a way that it can be used to dispense liquid alternatively or additionally specifically into the buffer volume.
  • suitable measures must be taken to ensure that the turbulence that initially occurs in the buffer volume is also propagated to the intake volume.
  • An advantage of this embodiment lies in the fact that the upper side of the pump is also cleaned of particles or adhesion of the same is avoided due to the liquid flowing over it.
  • At least one gap can be provided between the inner wall of the container and a housing of the pump, so that liquid can flow back and forth between the two volumes, with the turbulence possibly also propagating from the buffer volume into the suction volume. It is clear that the gap must be of sufficient size to also allow a significant proportion of the liquid that the pump delivers to flow through the gap. For example, if you look at the cross-section of the lifting station, in whose housing the pump is inserted, the area of the gap should be at least 10% of the cross-sectional area of the tank.
  • the amount of liquid flowing through the gap is preferably approximately 30% of the pump capacity. The latter can typically be in the range of several thousand liters per hour (e.g. 10,000 l/h at the same level, or 8,000 l/h at a head of 1 m).
  • the gap can also be provided by one or more lines which are arranged in the pump or its housing and bypass the actual conveying part. It is also possible to provide a gap line running along the outside of the container, which can fulfill the same purpose.
  • the opening is dimensioned in such a way that the greater part of the liquid pumped into the delivery line can flow back into the container.
  • the proportion of liquid flowing through the opening during pumping is at least 10%, and preferably 20%, and particularly preferably 30% to 70% of the total liquid pumped. Smaller amounts are generally not sufficient to produce the turbulence desired according to the invention to a sufficient extent. With larger quantities or proportions, the "loss" of pumped liquid is relatively high.
  • the proportion can be adjusted, for example by inserting screens or the like in the gap or opening(s).
  • the lifting device can be used at different lifting heights, with an optimal flow through the bypass and/or the gap being adjustable in each case.
  • the opening is configured such that it can be aligned, so that a jet of pumped liquid can be discharged, for example, in the direction of the pump (and in particular in the direction of the gap that may be present or the intake volume).
  • the feed opens into the buffer volume.
  • the buffer volume is fluidically connected to the intake volume, for example by means of the above-mentioned gap.
  • the inlet opens directly into the intake volume; the buffer volume is then only optional (but preferred).
  • the inlet includes a pre-filter (particle sieve), which is dimensioned in such a way that it prevents particles that can no longer be conveyed by the pump from entering the container.
  • a pre-filter particle sieve
  • the pre-filter can also be located remotely from the container, up to a washing area for example, where it can be removed even more easily for cleaning/emptying.
  • the pre-filter is not necessarily part of the feed, but can also be installed before or after it.
  • the pump can be of any type.
  • the pump is preferably a pump with an open impeller, since such a design is suitable both for pumping larger dirt particles and can also be cleaned particularly easily, since the impeller is easily accessible.
  • this type of pump offers the possibility of generating strong turbulence directly in the suction area by means of the open impeller, which is desirable according to the invention.
  • the container comprises a lid. It is clear that at no time should the liquid leave the container other than through the exit. This can be achieved by connecting the lid to the container in a liquid-tight manner. However, it is preferred that the liquid in the container never reaches as far as the lid, and preferably that turbulence does not lead to liquid spraying as far as the lid.
  • the former is simply ensured by the upper edge of the container being above the maximum fill level of the upstream "source", for example a washing area.
  • the container can be built correspondingly high, or it can be arranged on a frame. If the pump is out of order, the liquid accumulates in the upstream unit, where a possible overflow can be quickly identified and appropriate countermeasures can be taken.
  • the cover is preferably only placed, and thus positively connected to the container. Splashes are thus effectively held back in the container.
  • the lifting system particularly preferably includes a filling level probe.
  • This is intended to control the operation of the pump; In concrete terms, this means that when the fill level probe detects a specific, preferably adjustable, liquid level in the container, the pump goes into operation until the liquid level has fallen below a target level. This can be achieved with the same or another level sensor, or simply by time-controlled operation of the pump.
  • the pump itself can also include a dry sensor, which switches it off when the level falls below a certain minimum.
  • the filling level probe is inserted through the cover that may be present and is mounted in it so that it can move longitudinally and axially.
  • the desired trigger level can be set in a simple manner.
  • the level probe is removed from the container together with the lid if the interior is to be made accessible for inspection or maintenance purposes.
  • the cover has a recess for a delivery line of the type mentioned above. It is irrelevant whether it includes the above-mentioned opening/nozzle or not; What is decisive is rather that the dismantling of the cover is particularly easy in this way.
  • the pump If the pump is now being serviced, it is sufficient to lift it up out of the container after the cover has been removed, preferably together with the delivery line connected to it, which can also be a hose. Complex screw connections or seals of the components are not available or have to be loosened.
  • the container particularly preferably has a cylindrical shape. Such a shape makes it much more difficult for dirt particles to settle, since there are no corners in which the particles can settle otherwise - due to the low flow rate - would settle preferentially.
  • the underside of the container can be bulbous (convex) or at least have a rounded edge.
  • the suction volume and/or the buffer volume are minimized.
  • the space on the intake side is as small as possible; for example by placing the pump as close as possible to the bottom of the container.
  • the distance between the impeller and the bottom of the reservoir may be in the order of one or less (e.g. 2 or 3) centimetres. Feet or the like that increase the distance and thus unnecessarily increase the intake volume are deliberately avoided.
  • the minimum suction volume specified by the pump determined by the distance between the bottom of the pump and the floor, should not be increased unnecessarily, but kept as low as possible.
  • the volume facing away from the suction side should also be small, whereby it is clear that a certain minimum value (e.g. 10 l, 20 l, or 30-50 l) should not be undershot.
  • the effect of small volumes lies in the greater turbulence of the liquid due to the higher flow rate, so that dirt particles are less likely to settle.
  • a smaller buffer volume in particular leads to a higher cycle frequency of the pump; since the available buffer volume is filled up more quickly, it also has to be emptied again more frequently. This is particularly the case in connection with a level probe, the nominal level of which is placed near the suction side of the pump.
  • the lifting system comprises a throttle valve which is assigned to the outlet and with which the quantity of liquid leaving the lifting system can be limited.
  • the throttle valve therefore makes it possible, on the one hand, to determine whether and how much liquid is conveyed from the outlet into a downstream treatment plant or the like, without having to control the pump for this purpose.
  • the throttle valve offers a very simple way of influencing the strength of the turbulence inside the container. If it is opened wide, more liquid will flow through the outlet, correspondingly the amount flowing through the opening of the delivery line will be less, resulting in less turbulence, and vice versa.
  • the invention also relates to a method for lifting liquids laden with dirt particles, preferably using a lifting system as described above, to which reference is made to avoid repetition.
  • turbulences form in the intake volume, or they propagate there, so that particles that have accumulated at the bottom of the container are whirled up and transported away with the liquid.
  • the pump that is already present, including other constructive ones, makes the invention easier Strong turbulences are generated which, as described above, stir up particles in the manner according to the invention and thus allow them to be transported away, and thus effectively prevent the settling known from the prior art.
  • the turbulence is caused by liquid flowing directly into the intake volume from the opening.
  • This embodiment has proven to be particularly effective, since the liquid flowing out of the bypass reaches the area most affected by adhering particles.
  • the buffer volume is particularly preferably minimized, so that a defined triggering level is reached as early as possible, as a result of which the pump is put into operation and pumps liquid out of the container as frequently as possible, each time with renewed formation of start-up turbulence.
  • a defined triggering level is reached as early as possible, as a result of which the pump is put into operation and pumps liquid out of the container as frequently as possible, each time with renewed formation of start-up turbulence.
  • the pump starts up, it creates particularly strong turbulence in the initially standing liquid; therefore, a frequent, brief start-up is advantageous over an infrequent but longer-lasting operation.
  • a high cycle frequency can be achieved, which has a particularly advantageous effect on the desired effect turbulence.
  • FIG. 1 a schematic side view of a preferred embodiment of the invention is shown.
  • the container 1 is in the form of an elongated column. How out figure 2 , which is a top view of the embodiment of the 1 shows, evidently, the container 1 has a cylindrical basic shape. The bottom 8 of the container 1 is convexly rounded.
  • An inlet 2 opens laterally into the interior of the container 1.
  • an optional pre-filter 3 which can also be arranged further away from the container for more convenient accessibility, which dirt particles (not shown) that are too large to be treated with the lifting system are, holds back.
  • the pre-filter 3 is accessible from the outside to enable easy cleaning of the same.
  • a pump 4 is arranged inside the container 1 . This divides the container into an intake volume 5 and a buffer volume 6.
  • the intake volume 5 is dimensioned no larger than specified by the pump 4 and is therefore minimized.
  • the suction side of the pump 4 is placed near the bottom 8 of the container 1 in order to generate the strongest possible turbulence in the suction volume 5 .
  • any feet or lower spacers of the pump 4, which, if indispensable, are as thin as possible or designed in such a way that they offer the dirt particles as little resistance as possible and thus the opportunity to settle, and also a desired minimum possible distance to the allow ground.
  • the pump 4 delivers the liquid F, indicated by the arrows of different thicknesses (not all provided with the reference "F"), through a delivery line 10 to an outlet 9.
  • the pump 4 is equipped with an open impeller 7.
  • the two volumes 5 and 6 are fluidically connected to one another by means of a gap 12 .
  • Liquid F which flows through the inlet 2 into the buffer volume 6, flows laterally past the pump 4 through the gap 12 into the suction volume 5. There it is swirled by the impeller 7 of the pump 4, and pump 4 in the direction of the Exit 9 promoted.
  • the gap 12 is provided between the inner wall of the container 1 and the (lateral) housing of the pump 4 .
  • the gap 12 is dimensioned in such a way that a not inconsiderable proportion of the liquid F moving in the suction volume 5 can flow not only from the buffer volume 6 into the suction volume 5, but also in the opposite direction, indicated by the dotted arrows pointing in the opposite direction .
  • the gap 12 allows the liquid F initially flowing from the inlet 2 into the buffer volume 6 to flow past the pump 4 into the suction volume 5. It is clear that the gap 12 can be dimensioned in such a way that a sufficient quantity of liquid can be passed through it . However, a gap 12, which only allows a smaller amount of liquid to pass than can be conveyed by the pump 4, can under certain circumstances result in a negative pressure in the intake volume 5 and thus in increased turbulence there, which is advantageous.
  • the arrows are shown according to the strength of each fluid flow.
  • the amount of liquid F flowing in and out of the container 1 is relatively small, indicated by the relatively small arrow at the inlet 2 and outlet 9.
  • the currents generated by the pump 4 inside the container 1 are significantly stronger, indicated by the corresponding thick arrows.
  • the amount of liquid flowing in and out can be significantly smaller than the amount of liquid circulated, predetermined by the pump output, and can be between 10% and 30% of the latter, for example. A significant part of the pumping power is therefore used to generate the turbulence according to the invention.
  • the delivery line 10 has an opening 11A opening into the buffer volume 5 , through which a portion of the liquid F pumped into the delivery line 10 can flow back into the buffer volume 5 .
  • the opening 11A is designed to be orientable and/or includes a nozzle (not shown). In this way, the formation of turbulence is further encouraged.
  • the jet is preferably aligned in such a way that the liquid F is discharged in the direction of the gap 12 mentioned above.
  • the container 1 also comprises a lid 13 that is preferably only placed on top (only in 1 shown). This has a lateral recess 14 in which the delivery line 10 can be accommodated.
  • the cover 13 can thus be lifted off for maintenance purposes without the delivery line 10 having to be detached from it.
  • a fill level probe 15 with which the fill level (set level N) can be measured.
  • a corresponding controller is not shown, which controls the pump 4 on the basis of the filling level, so that there is not too much liquid F in the container 1 .
  • the level probe 15 is removed from the container 1 together with the lid 13, which further simplifies maintenance.
  • the desired level N can be changed in a simple manner by moving the fill level probe 15 vertically.
  • a filling level probe 15 that is longer or shorter than that shown can also be used.
  • a low setpoint level N leads—in conjunction with a delivery rate that significantly exceeds the inflow rate—to frequent but brief activation of the pump 4.
  • Its impeller 7 generates strong turbulence, particularly when it starts up.
  • particles are whirled up extraordinarily reliably.
  • the figure 3 12 shows an embodiment which differs from the embodiment described above in that the delivery line 10 has an opening 11B which opens into the suction volume 5.
  • FIG. Accordingly, the turbulence will be strongest directly in the intake volume 5, which is advantageous.
  • Opening 11B is dimensioned in such a way that a significant proportion of the flow rate, 30% or even more, flows back through it into the intake area of pump 4, if necessary through a correspondingly aligned nozzle (not shown).
  • the above (optional) gap 12 is still present and allows an exchange of liquid F with the buffer volume 6.
  • the inlet 2 is shown lying in front of the delivery line 10 in the picture.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hebeanlage für Flüssigkeiten. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Hebeanlage für partikelbeladenes Schmutzwasser aus Waschplätzen für Werkzeuge, sowie ein Verfahren zu deren Verwendung.Die Hebeanlage umfasst einen Behälter (1) mit einem Zulauf (2), sowie eine in den Behälter (1) eingesetzte oder einsetzbare Pumpe (4), welche zur Förderung der Flüssigkeit (F) in einen Ausgang (9) eingerichtet ist, wobei die Pumpe (4) das Volumen des Behälters (1) in ein Ansaugvolumen (5) und ein Puffervolumen (6) unterteilt, und eine Ansaugseite der Pumpe (4) in dem im unteren Bereich des Behälters (1) befindlichen Ansaugvolumen (5) angeordnet ist, wohingegen der Zulauf (2) in dem im oberen Bereich des Behälters (1) befindlichen Puffervolumen (6) angeordnet ist. Die Hebeanlage ist dazu eingerichtet, dass mittels der Pumpe (4) Turbulenzen im Ansaugvolumen (5) des Behälters (1) erzeugbar sind, welche einem Absetzen von Schmutzpartikeln entgegenwirken.Bei der Verwendung bilden sich Turbulenzen, so dass am Boden des Behälters (1) angesammelte Partikel aufgewirbelt und mit der Flüssigkeit (F) abtransportiert werden.

Description

    Einleitung
  • Die Erfindung betrifft eine Hebeanlage für Flüssigkeiten. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Hebeanlage für partikelbeladenes Schmutzwasser aus Waschplätzen für Werkzeuge, sowie ein Verfahren zu deren Verwendung.
    • Stand der Technik und Nachteile
  • Hebeanlagen dienen dem Fördern von Flüssigkeit aus einem unterhalb einer Rückstauebene liegenden Niveau in ein oberhalb dieser Ebene liegendes Niveau. Solche Hebeanlagen, beispielsweise beschrieben in Druckschrift DE 75 10 359 U1 , sind seit langem bekannt. Sie umfassen eine meist elektrisch angetriebene Pumpe, welche in einer Grube oder einem Behälter angeordnet ist. Ein Sensor erfasst den Füllstand, und schaltet die Pumpe füllstandsabhängig so lange ein, bis das Niveau in Grube oder Behälter wieder unter einen Grenzwert gefallen ist. Das Schalten kann auch zeitgesteuert stattfinden, so dass die Pumpe nach einem Startimpuls für eine bestimmte Zeit arbeitet.
  • Häufig handelt es sich bei der Flüssigkeit um verschmutztes Wasser (Abwasser), welches mit gelösten Bestandteilen verunreinigt sein kann, oder Feststoffe (Partikel) enthält, welche den Betrieb der Hebeanlage nicht beeinträchtigen dürfen.
  • Ein Problem bei partikelbeladenem Schmutzwasser liegt darin, dass sich - insbesondere bei längeren Stillstandszeiten - die Partikel am Boden der Grube oder des Behälters absetzen, wo sie sich verdichten und miteinander verkleben können. Bei einem Betrieb der Pumpe löst sich dieser zähflüssige Schmutz nicht oder nur sehr langsam, so dass die Pumpe in gewissen Abständen ausgebaut und der genannte Bereich gereinigt werden muss. Dies ist unerwünscht, da während der Wartung kein Hebebetrieb stattfinden kann; zudem ist die Arbeit unangenehm und, je nach Zusammensetzung des Schmutzes, auch mit Gefahren verbunden. Um die Gefahr der Verschmutzung der Pumpe durch derartige Sedimente zu minimieren und die Wartungsintervalle der Hebeanlage zu verlängern, werden die Pumpen möglichst weit vom Boden der Hebeanlage entfernt, beispielsweise auf einem Sockel oder auf entsprechend langen Füßen, angeordnet. Auf diese Weise kann sich mehr Sediment ansammeln, bevor der Abstand zur Pumpe schließlich zu gering wird und das Sediment manuell entfernt werden muss.
  • Ein weiteres Problem ist darin zu finden, dass sich - nicht nur bei längeren Stillstandszeiten, sondern auch grundsätzlich nach einer gewissen Zeit des normalen Betriebs - Bakterien im Inneren der Grube oder des Gehäuses vermehren. Neben der Gefahr durch Infektionen erzeugen diese häufig auch übelriechende Gase (z.B. Faulgas, H2S). Gelangen diese Gase in die Umgebung, sind Geruchsbelästigungen die Folge.
    • Aufgabe der Erfindung und Lösung
  • Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welche bzw. welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
  • Demnach soll die Erfindung den Wartungsaufwand und/oder die Wartungsintervalle von insbesondere für partikelbeladenes Schmutzwasser vorgesehenen Hebeanlagen reduzieren. Auch die Geruchsentwicklung soll minimiert werden.
  • Die Aufgabe wird durch eine Hebeanlage nach Anspruch 1, sowie durch ein Verfahren zum Heben von schmutzpartikelbeladenen Flüssigkeiten gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den jeweils abhängigen Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren zu entnehmen.
    • Beschreibung
  • Die Hebeanlage dient der Förderung einer schmutzpartikelbeladenen Flüssigkeit wie beispielsweise Schmutzwasser, welches mit Schmutzpartikeln beladen ist. Derartiges Schmutzwasser fällt beispielsweise auch bei der Reinigung von Werkzeugen, zu denen auch Malerwerkzeuge zählen, an. Die Partikel sind in diesem Falle beispielsweise Klumpen von Farbresten.
  • Die Hebeanlage umfasst einen Behälter mit einem Zulauf, sowie eine in den Behälter eingesetzte oder einsetzbare Pumpe, welche zur Förderung der Flüssigkeit in einen Ausgang eingerichtet ist. Der Behälter kann aus Kunststoff, oder auch aus Metall, beispielsweise aus Edelstahl, sein. Der Zulauf dient der Verbindung der Hebeanlage mit der "Quelle" der Flüssigkeit. Er kann beispielsweise mit einem zur Reinigung von Malerwerkzeugen vorgesehenen Waschtisch verbunden sein.
  • Eine Ansaugseite der Pumpe ist im unteren Bereich des Behälters angeordnet. Das bedeutet, dass die Pumpe das Volumen typischerweise grob in zwei Volumina aufteilt, die nachfolgend als "Ansaugvolumen" und "Puffervolumen" bezeichnet werden. Typischerweise ist die Pumpe so angeordnet, dass ihre Ansaugseite nach unten weist, weil sich dort die Flüssigkeit in jedem Fall zuerst sammelt. Demnach ist das Puffervolumen auf der anderen Seite, typischerweise oberhalb der Pumpe, angeordnet. Es sei jedoch angemerkt, dass auch Ausführungsformen möglich sind, welche kein (signifikantes) Puffervolumen aufweisen.
  • Die erfindungsgemäße Hebeanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu eingerichtet ist, dass mittels der Pumpe Turbulenzen jedenfalls im Ansaugvolumen des Behälters erzeugbar sind, welche einem Absetzen von Schmutzpartikeln im Bodenbereich des Behälters entgegenwirken. Demnach weist die Pumpe konstruktive Merkmale auf, welche dazu dienen, dass mittels der Pumpe besagte Turbulenzen erzeugbar sind. Somit sorgt während des aktiven Betriebs der Pumpe diese nicht nur für ein Fördern der Flüssigkeit von der Ansaugseite durch die Pumpe und eine ggf. vorhandene Förderleitung hindurch zu einem Ausgang des Behälters, sondern sie sorgt erfindungsgemäß zugleich für die Erzeugung von (möglichst starken) Turbulenzen im Inneren, insbesondere im Bodenbereich bzw. dem Ansaugvolumen des Behälters, welche dazu führen, dass die Schmutzpartikel am dortigen Absetzen gehindert werden, oder dass - nach einem längeren Stillstand der Pumpe - bereits am Boden abgesetzte Partikel wieder aufgewirbelt werden, so dass ein dauerhaftes Aneinanderkleben derselben wirkungsvoll vermieden wird. Die Erfindung basiert somit auf der Erkenntnis, dass durch konstruktive Merkmale Turbulenzen am Boden einer Hebeanlage erzeugbar sein sollen, um Partikel an einem dortigen Absetzen zu hindern.
  • Die Erfindung vermeidet somit die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile.
  • Die Erfindung reduziert die Wartungsintervalle von insbesondere für schmutzpartikelbeladene Flüssigkeiten vorgesehenen Hebeanlagen signifikant, da das Absetzen von Partikeln einen wesentlichen Wartungsgrund darstellt, der mit der Erfindung wirkungsvoll reduziert wird. Die Bauweise der Hebeanlage ist sehr einfach, so dass auch der Aufwand für eine Wartung gering ausfällt. Aufgrund der Verhinderung oder Verringerung des Absetzens von Partikeln und der damit verbundenen starken Durchmischung der Flüssigkeit wird auch die Geruchsentwicklung minimiert, da Bakterien weniger Möglichkeiten zur Vermehrung geboten werden, und bereits abgesetzte Ansammlungen wirkungsvoll bei Betriebsaufnahme der Hebeanlage entfernt werden.
  • Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben.
  • Nach einer Ausführungsform umfasst die Pumpe eine zu einem Ausgang führende Förderleitung, die außerdem mindestens eine einen Bypass, also eine Umgehung, bildende Öffnung aufweist. Aus dieser ist Flüssigkeit in das Volumen des Behälters ausgebbar.
  • Die Förderleitung hat demnach zunächst den einfachen Zweck, die Strecke zwischen im Behälter untenliegender Pumpe und einem im Behälter obenliegenden Ausgang zu überbrücken. Die Förderleitung kann fest mit dem Behälter verbunden sein; vorzugsweise wird sie jedoch durch eine Rohr- oder Schlauchleitung bereitgestellt, welche an der Ausgabeseite der Pumpe beginnt, mit der sie bevorzugt auch mechanisch, insbesondere starr, verbunden ist, und die mindestens bis zum oberen Ende des Behälters reicht.
  • Zur Erzeugung erfindungsgemäßer Turbulenzen weist die Förderleitung mindestens eine Öffnung auf, durch welche ein Teil der in die Förderleitung gepumpten Flüssigkeit in den Behälter zurückströmen kann. Somit wird bewusst darauf verzichtet, das gesamte Fördervolumen durch den Ausgang aus dem Behälter heraus zu fördern, sondern ein Teil der aufgrund des Pumpens tatsächlich bereits in starker Bewegung befindlichen Flüssigkeit wird in vorteilhafter Weise dazu verwendet, die erfindungsgemäß erwünschten Turbulenzen im Behälter zu erzeugen, wobei klar ist, dass diese insbesondere im Ansaugvolumen vorhanden sein sollen. Denn im Ansaugvolumen treffen die Turbulenzen auf den Boden des Behälters, wo die Gefahr des Absetzens von Partikeln am größten ist, und wirbeln diese auf. Danach wird die somit weiter mit Schmutzpartikeln angereicherte Flüssigkeit des Ansaugvolumens durch die Pumpe wegbefördert, wobei wieder ein Teil der geförderten Flüssigkeit durch den Bypass ins Behältervolumen austreten kann.
  • Durch die einen Bypass bildende Öffnung kann demnach Flüssigkeit der bereits geförderten (d.h. angesogenen) Menge wieder zurück in den Behälter fließen. Der (Bypass-)Fluss wird durch die Pumpe selber verursacht. Das bedeutet, dass die Pumpe selbst im Betrieb in der Förderleitung einen Druck bestimmter Höhe erzeugt, so dass Flüssigkeit durch die Öffnung in einen Bereich mit niedrigerem Druck fließen kann, wobei diese Flüssigkeit Partikel aufwirbelt und transportiert. Das Bereitstellen eines Bypasses ist auf sehr einfache Weise möglich, wie nachfolgend erläutert wird.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Förderleitung mindestens eine Öffnung auf, durch welche ein Teil der in die Förderleitung gepumpten Flüssigkeit speziell in das Ansaugvolumen ausgebbar ist.
  • Anders ausgedrückt, ein Teil der unter typischerweise hohem Druck stehenden, bereits angesaugten und in die Förderleitung gedrückten Flüssigkeit verlässt diese wieder direkt in den Ansaugbereich der Pumpe hinein. Der übrige Teil verlässt die Förderleitung durch den Ausgang.
  • Besonders bevorzugt verlässt die Flüssigkeit die Förderleitung in den (möglichst gesamten) Bodenbereich des Ansaugvolumens, wo die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Ablagerungen am höchsten ist.
  • In jedem Falle führt die Ausgabe in den Ansaug- bzw. Bodenbereich zu starken Turbulenzen im Ansaugbereich bzw. Ansaugvolumen, so dass ein Absetzen von Schmutzpartikeln sehr wirksam verhindert wird, bzw. bereits abgesetzte Partikel wieder aufgewirbelt werden.Verlässt die Förderleitung beispielsweise das Pumpengehäuse seitlich und knickt dann nach oben ab, so hat sich gezeigt, dass eine Bohrung im Bereich des Kurvenstücks, welche in etwa senkrecht nach unten weist, zur Bereitstellung der erfindungsgemäßen Turbulenzen imstande ist. Es ist klar, dass die Bohrung eine ausreichende Größe aufweisen muss; diese kann sogar im Bereich des Durchmessers der (weiteren) Förderleitung, oder etwas darunter, liegen. Es ist auch klar, dass die Öffnung so groß sein muss, dass ein Verstopfen derselben weitestgehend ausgeschlossen ist. Eine Größe von 30% bis 50% oder gar 70% bis 90% des Durchmessers der Förderleitung sind denkbar. Die Öffnung kann auch eine von 90° verschiedene Neigung aufweisen, um die Bereitstellung von Turbulenzen weiter zu verbessern. Mithin ist ein signifikanter Anteil des geförderten Volumens dazu vorgesehen, erneut zur Bildung von Turbulenzen speziell in den Ansaugbereich des Behälters ausgegeben zu werden. Insbesondere auf diese Weise ist es möglich, den erwünschten Effekt der Verhinderung des Absetzens von Partikeln zu erzielen.
  • Nach einer anderen Ausführungsform ist die Öffnung in der Förderleitung so angeordnet, dass mit ihr Flüssigkeit alternativ oder zusätzlich speziell in das Puffervolumen ausgebbar ist. In diesem Fall ist jedoch durch geeignete Maßnahmen sicherzustellen, dass sich die zunächst im Puffervolumen auftretenden Turbulenzen auch ins Ansaugvolumen fortpflanzen. Ein Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass auch die Oberseite der Pumpe aufgrund der sie beströmenden Flüssigkeit von Partikeln gereinigt bzw. ein Anhaften derselben vermieden wird.
  • So kann mindestens ein Spalt zwischen Innenwand des Behälters und einem Gehäuse der Pumpe bereitgestellt sein, so dass Flüssigkeit zwischen beiden Volumina hin und her fließen kann, wobei sich auch die Turbulenzen ggf. vom Puffer- in das Ansaugvolumen fortpflanzen. Es ist klar, dass der Spalt eine ausreichende Größe aufweisen muss, um auch einen signifikanten Anteil der Flüssigkeit, die die Pumpe fördert, durch den Spalt fließen zu lassen. Betrachtet man z.B. den Querschnitt durch die Hebeanlage, in dessen Gehäuse die Pumpe eingefügt ist, so sollte die Fläche des Spaltes mindestens 10% der Querschnittsfläche des Behälters betragen. Bevorzugt beträgt die durch den Spalt fließende Flüssigkeitsmenge ca. 30% der Pumpleistung. Letztere kann typischerweise im Bereich vom mehreren tausend Litern pro Stunde liegen (z.B. 10.000 l/h bei gleichem Niveau, oder 8.000 l/h bei einer Förderhöhe von 1 m).
  • Der Spalt kann jedoch auch durch eine oder mehrere in der Pumpe bzw. deren Gehäuse angeordnete Leitungen, die den eigentlichen Förderteil umgehen, bereitgestellt sein. Auch ist es möglich, eine außen am Behälter entlangführende Spalt-Leitung vorzusehen, welche denselben Zweck erfüllen kann.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Öffnung so bemessen, dass der größere Teil der in die Förderleitung gepumpten Flüssigkeit in den Behälter zurückströmen kann.
  • Vorzugsweise beträgt der Anteil der während des Pumpens durch die Öffnung fließenden Flüssigkeit mindestens 10%, und bevorzugt 20%, und besonders bevorzugt 30% bis 70% der insgesamt geförderten Flüssigkeit. Geringere Mengen reichen im Allgemeinen nicht aus, die erfindungsgemäß erwünschten Turbulenzen in ausreichendem Maße zu erzeugen. Bei größeren Mengen bzw. Anteilen ist der "Verlust" an geförderter Flüssigkeit relativ hoch. Vorzugsweise kann der Anteil eingestellt werden, beispielsweise durch Einsetzen von Blenden oder dergleichen in den Spalt oder die Öffnung(en). Somit ist die Hebeeinrichtung bei unterschiedlichen Hebehöhen verwendbar, wobei jeweils ein optimaler Durchfluss durch den Bypass und/oder den Spalt einstellbar ist.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Öffnung ausrichtbar ausgestaltet, so dass ein Strahl geförderter Flüssigkeit beispielsweise in Richtung der Pumpe (und insbesondere in Richtung des ggf. vorhandenen Spaltes oder des Ansaugvolumens) ausgebbar ist.
  • Anders ausgedrückt, durch gezieltes Ausrichten des Flüssigkeitsstrahls auf die "Problembereiche", in denen ein Absetzen der Partikel am wahrscheinlichsten ist, wird die zur Verfügung stehende "abgezweigte" Flüssigkeitsmenge bestmöglich eingesetzt. Es ist klar, dass die Öffnung so bemessen sein muss, dass ein Verstopfen durch in der Flüssigkeit geförderte Schmutzpartikel ausgeschlossen ist.
  • Nach einer Ausführungsform mit Puffervolumen mündet der Zulauf in das Puffervolumen. Das Puffervolumen ist mit dem Ansaugvolumen fluidisch verbunden, beispielsweise mittels des o.g. Spaltes.
  • Nach einer anderen Ausführungsform mündet der Zulauf direkt in das Ansaugvolumen; das Puffervolumen ist dann nur optional (jedoch bevorzugt) vorhanden.
  • Optional umfasst der Zulauf einen Vorfilter (Partikelsieb), welcher so bemessen ist, dass er Partikel, welche durch die Pumpe nicht mehr förderbar sind, an einem Eintritt in den Behälter hindert.
  • Der Vorfilter kann auch entfernt vom Behälter, bis hin zu beispielsweise einem Waschplatz, angeordnet sein, wo er noch leichter zur Reinigung/Entleerung entnehmbar ist. Anders ausgedrückt, der Vorfilter ist nicht zwingend Teil des Zulaufs, sondern kann diesem auch vor- oder nachgeschaltet sein.
  • Die Pumpe kann grundsätzlich beliebiger Bauart sein. Bevorzugt ist die Pumpe eine Pumpe mit offenem Laufrad, da eine solche Bauweise sowohl zum Fördern auch größerer Schmutzpartikel geeignet ist, als auch besonders einfach gereinigt werden kann, da das Laufrad leicht zugänglich ist. Insbesondere jedoch bietet dieser Pumpentyp die Möglichkeit, mittels des offenen Laufrades direkt im Ansaugbereich starke Turbulenzen zu erzeugen, was erfindungsgemäß erwünscht ist.
  • Es ist klar, dass sämtliche fluidführenden Komponenten der Hebeanlage so zu bemessen sind, dass sie durch Schmutzpartikel der Größe, wie sie von der Pumpe förderbar sind, nicht verstopft werden können. Vorzugsweise sind diese Komponenten daher etwas größer als von der Pumpe vorgegeben zu dimensionieren.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst der Behälter einen Deckel. Es ist klar, dass die Flüssigkeit zu keinem Zeitpunkt den Behälter anders als durch den Ausgang verlassen darf. Dies kann erreicht werden, indem der Deckel flüssigkeitsdicht mit dem Behälter verbunden ist. Bevorzugt ist jedoch, dass die Flüssigkeit im Behälter nie bis an den Deckel reicht, und bevorzugt auch Turbulenzen nicht dazu führen, dass Flüssigkeit bis zum Deckel spritzt. Ersteres wird einfach dadurch sichergestellt, indem die Oberkante des Behälters oberhalb des maximalen Füllstands der vorgeschalteten "Quelle", beispielsweise einem Waschplatz, liegt. Hierzu kann den Behälter entsprechend hoch gebaut, oder auf einem Gestell angeordnet sein. Sollte die Pumpe außer Betrieb sein, staut sich die Flüssigkeit in der vorgeschalteten Einheit, wo ein mögliches Überlaufen schnell erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen werden können. Der Deckel ist bevorzugt lediglich aufgelegt, und somit formschlüssig mit dem Behälter verbunden. Spritzer werden somit wirkungsvoll im Behälter zurückgehalten.
  • Besonders bevorzugt umfasst die Hebeanlage eine Füllstandssonde. Diese ist dazu vorgesehen, den Betrieb der Pumpe zu steuern; konkret bedeutet dies, dass die Pumpe dann, wenn die Füllstandssonde einen bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Flüssigkeitsstand im Behälter detektiert, in Betrieb geht, bis der Flüssigkeitsstand unter ein Sollniveau gesunken ist. Dies kann durch dieselbe oder eine weitere Füllstandssonde, oder einfach durch zeitgesteuertes Betreiben der Pumpe erreicht werden. Die Pumpe selber kann auch einen Trockensensor umfassen, welcher sie abschaltet, wenn ein bestimmtes Minimalniveau unterschritten wird.
  • Besonders bevorzugt ist die Füllstandssonde durch den ggf. vorhandenen Deckel gesteckt und in diesem längsaxial beweglich gelagert. So kann auf einfache Weise das gewünschte Auslöse-Niveau eingestellt werden. Zudem wird die Füllstandssonde zusammen mit dem Deckel vom Behälter entfernt, wenn der Innenraum zu Kontroll- oder Wartungszwecken zugänglich gemacht werden soll.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Deckel eine Aussparung für eine Förderleitung der o.g. Art auf. Dabei ist es unerheblich, ob dieselbe die o.g. Öffnung/Düse umfasst oder nicht; entscheidend ist vielmehr, dass die Demontage des Deckels auf diese Weise besonders einfach wird.
  • Wird nunmehr die Pumpe gewartet, so reicht es aus, diese - vorzugsweise zusammen mit der an ihr verbundenen Förderleitung, die auch ein Schlauch sein kann - nach oben aus dem Behälter herauszuheben, nachdem der Deckel entfernt wurde. Aufwändige Verschraubungen oder Dichtungen der Komponenten sind hierbei nicht vorhanden bzw. zu lösen.
  • Besonders bevorzugt weist der Behälter eine zylindrische Form auf. Eine solche Form erschwert das Absetzen von Schmutzpartikeln erheblich, da keine Ecken vorhanden sind, in denen sich die Partikel sonst - aufgrund der geringen Strömungsgeschwindigkeit - bevorzugt absetzen würden. Zusätzlich kann die Unterseite des Behälters bauchig (konvex) gewölbt sein, oder zumindest eine abgerundete Kante aufweisen.
  • Es ist klar, dass diese Form insbesondere bei Verwendung einer Pumpe mit rundem Gehäusequerschnitt vorteilhaft ist. Andernfalls kann es vorteilhaft sein, den Behälterquerschnitt an den Gehäusequerschnitt der Pumpe anzugleichen, wobei auch in diesem Fall der weiter oben beschriebene Spalt vorgesehen werden kann.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind das Ansaugvolumen und/oder das Puffervolumen minimiert. Das bedeutet, dass der Raum auf der Ansaugseite möglichst klein ausfällt; beispielsweise dadurch, dass die Pumpe möglichst nahe dem Boden des Behälters platziert ist. Insbesondere bei einer Pumpe mit offenen Laufrad kann der Abstand zwischen diesem und dem Boden des Behälters im Bereich eines oder weniger (z.B. 2 oder 3) Zentimeter betragen. Auf den Abstand erhöhende, das Ansaugvolumen somit unnötig vergrößernde Füße oder dergleichen wird bewusst verzichtet. Anders ausgedrückt, das durch die Pumpe vorgegebene minimale Ansaugvolumen, bestimmt durch den Abstand Pumpenunterseite zu Boden, sollte nicht unnötig vergrößert, sondern so gering wie möglich gehalten werden. Auch das der Ansaugseite abgewandte Volumen (Puffervolumen) sollte gering sein, wobei klar ist, dass ein gewisser Minimalwert (z.B. 10 l, 20 l, oder auch 30-50 l), nicht unterschritten werden sollte.
  • Der Effekt kleiner Volumina liegt zum einen in der stärkeren Verwirbelung der Flüssigkeit aufgrund höherer Fließgeschwindigkeit, so dass ein Absetzen von Schmutzpartikeln weniger wahrscheinlich wird. Zum anderen führt insbesondere ein kleineres Puffervolumen zu einer größeren Zyklenhäufigkeit der Pumpe; da das zur Verfügung stehende Puffervolumen schneller aufgefüllt ist, muss es auch häufiger wieder entleert werden. Dies ist insbesondere in Verbindung mit einer Füllstandssonde, deren Sollniveau nahe der Ansaugseite der Pumpe angeordnet ist, der Fall.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Hebeanlage ein Drosselventil, welches dem Ausgang zugeordnet ist, mit welchem die die Hebeanlage verlassende Menge an Flüssigkeit begrenzbar ist. Das Drosselventil erlaubt es demnach einerseits, zu bestimmen, ob und wieviel Flüssigkeit aus dem Ausgang in eine nachgeschaltete Aufbereitungsanlage oder dergleichen gefördert wird, ohne die Pumpe hierzu steuern zu müssen. Vor allem aber bietet das Drosselventil eine sehr einfache Möglichkeit, die Stärke der Turbulenzen im Behälterinneren zu beeinflussen. Wird es weit geöffnet, fließt mehr Flüssigkeit durch den Ausgang, entsprechend wird die durch die Öffnung der Förderleitung fließende Menge geringer, was zu geringeren Turbulenzen führt, und umgekehrt.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Heben von schmutzpartikelbeladenen Flüssigkeiten unter bevorzugter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Hebeanlage, auf die zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.
  • Das Verfahren ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:
    • Einströmen von Flüssigkeit durch den Zulauf in den Behälter;
    • Gelangen der Flüssigkeit in ein die Ansaugseite der Pumpe umfassendes Ansaugvolumen;
    • Fördern der Flüssigkeit mittels der Pumpe in eine Förderleitung mit der den Bypass bildenden Öffnung;
    • Verlassen eines Teils der geförderten Flüssigkeit durch diese Öffnung zurück in den Behälter.
  • Dabei bilden sich im Ansaugvolumen Turbulenzen, oder sie pflanzen sich dorthin fort, so dass am Boden des Behälters angesammelte Partikel aufgewirbelt und mit der Flüssigkeit abtransportiert werden.
  • Demnach werden durch die ohnehin vorhandene Pumpe unter Einbeziehung weiterer konstruktiver, die Erfindung ermöglichender Überlegungen starke Turbulenzen erzeugt, welche, wie weiter oben beschrieben, in erfindungsgemäßer Weise Partikel aufwirbeln und so deren Abtransport erlauben, und so das aus dem Stand der Technik bekannte Absetzen wirkungsvoll verhindern.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Turbulenzen durch unmittelbar in das Ansaugvolumen aus der Öffnung einströmende Flüssigkeit hervorgerufen. Diese Ausführungsform hat sich als besonders wirkungsvoll erwiesen, da die aus dem Bypass strömende Flüssigkeit direkt in den am stärksten durch anhaftende Partikel belasteten Bereich gelangt.
  • Besonders bevorzugt ist das Puffervolumen minimiert, so dass ein festgelegter Auslösefüllstand möglichst frühzeitig erreicht wird, wodurch die Pumpe in Betrieb gesetzt wird, und möglichst häufig jeweils unter erneuter Bildung von Anlauf-Turbulenzen Flüssigkeit aus dem Behälter heraus fördert. Gerade beim Anlaufen der Pumpe erzeugt diese besonders starke Turbulenzen in der zunächst stehenden Flüssigkeit; daher ist ein häufiges, kurzes Anlaufen vorteilhaft gegenüber einem seltenen, jedoch länger andauerndem Betrieb. Durch weitere Maßnahmen - minimiertes Ansaug- und Puffervolumen, niedriges Soll-Niveau, Bodennähe der Pumpe etc. sowie starke Pumpleistung im Verhältnis zu einer um den Faktor 2 bis 10 kleineren Zuflussrate ist eine hohe Zyklenhäufigkeit erreichbar, welche sich besonders vorteilhaft auf den erwünschten Effekt starker Turbulenzen auswirkt.
    • Figurenbeschreibung
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren beispielhaft erläutert. Dabei zeigt
    • Figur 1
    eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    Figur 2
    eine Aufsicht auf die Ausführungsform der Fig. 1 ohne Deckel;
    Figur 3
    eine schematische Seitenansicht einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • In der Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
  • Der Behälter 1 hat die Form eine länglichen Säule. Wie aus Figur 2 , die eine Aufsicht auf die Ausführungsform der Fig. 1 zeigt, ersichtlich, hat der Behälter 1 eine zylindrische Grundform. Der Boden 8 des Behälters 1 ist konvex abgerundet.
  • Seitlich mündet ein Zulauf 2 in das Innere des Behälters 1. In diesem Zulauf 2 ist ein optionaler, alternativ zur bequemeren Zugänglichkeit auch weiter entfernt vom Behälter anordbarer Vorfilter 3 vorhanden, welcher Schmutzpartikel (nicht gezeigt), die zu groß zu einer Behandlung mit der Hebeanlage sind, zurückhält. Der Vorfilter 3 ist von außen zugänglich, um eine einfache Reinigung desselben zu ermöglichen.
  • Im Inneren des Behälters 1 ist eine Pumpe 4 angeordnet. Diese teilt den Behälter in ein Ansaugvolumen 5 und ein Puffervolumen 6. Das Ansaugvolumen 5 ist nicht größer als durch die Pumpe 4 vorgegeben bemessen und insofern minimiert. Die Ansaugseite der Pumpe 4 ist nahe dem Boden 8 des Behälters 1 platziert, um im Ansaugvolumen 5 möglichst starke Verwirbelungen zu erzeugen. Nicht dargestellt sind ggf. vorhandene Füße oder untere Abstandhalter der Pumpe 4, welche, wenn unverzichtbar, so möglichst dünn bzw. so ausgestaltet sind, dass sie den Schmutzpartikeln möglichst wenig Widerstand und somit Gelegenheit zum Absetzen bieten, und außerdem einen erwünscht minimal möglichen Abstand zum Boden erlauben.
  • Die Pumpe 4 fördert die Flüssigkeit F, angedeutet durch die unterschiedlich dicken Pfeile (nicht alle mit Bezugszeichen "F" versehen), durch eine Förderleitung 10 zu einem Ausgang 9. Zur Erzielung einer größtmöglichen, turbulenten Bewegung der Flüssigkeit F, und aus Gründen einfacherer Wartung, ist die Pumpe 4 mit einem offenem Laufrad 7 ausgestattet.
  • Die beiden Volumina 5 und 6 sind mittels eines Spaltes 12 fluidisch miteinander verbunden. Flüssigkeit F, welche durch den Zulauf 2 in das Puffervolumen 6 einströmt, fließt seitlich an der Pumpe 4 vorbei durch den Spalt 12 in das Ansaugvolumen 5. Dort wird sie durch das Laufrad 7 der Pumpe 4 verwirbelt, und durch die Pumpe 4 in Richtung des Ausgangs 9 befördert. Vorliegend ist der Spalt 12 zwischen Innenwand des Behälters 1 und dem (seitlichen) Gehäuse der Pumpe 4 bereitgestellt. Wie erkennbar, ist der Spalt 12 so bemessen, dass ein nicht unerheblicher Anteil der im Ansaugvolumen 5 bewegten Flüssigkeit F nicht nur vom Puffervolumen 6 in das Ansaugvolumen 5, sondern auch in umgekehrter Richtung fließen kann, angedeutet durch die in entgegengesetzter Richtung weisenden, punktierten Pfeile. Somit erfolgt eine starke, turbulente Durchmischung der Flüssigkeit F, so dass ein Absetzen von Schmutzpartikeln am Boden, aber auch auf dem Pumpengehäuse verhindert wird. Zudem erlaubt der Spalt 12 das Strömen der zunächst vom Zulauf 2 in das Puffervolumen 6 fließenden Flüssigkeit F an der Pumpe 4 vorbei in das Ansaugvolumen 5. Es ist klar, dass der Spalt 12 so bemessen sein kann, dass durch ihn eine ausreichende Flüssigkeitsmenge passierbar ist. Allerdings kann ein Spalt 12, der nur eine geringere Flüssigkeitsmenge als durch die Pumpe 4 förderbar passieren lässt, unter Umständen zu einem Unterdruck im Ansaugvolumen 5 und somit verstärkten Turbulenzen dort resultieren kann, was vorteilhaft ist.
  • Zur besseren Illustration sind die Pfeile entsprechend der Stärke des jeweiligen Fluidstroms dargestellt. So ist die in den Behälter 1 ein- und aus strömende Menge an Flüssigkeit F verhältnismäßig gering, angedeutet durch den relativ kleinen Pfeil am Zulauf 2 und Ausgang 9. Die im Inneren des Behälters 1 von der Pumpe 4 erzeugten Strömungen sind deutlich stärker, angedeutet durch die entsprechend dicken Pfeile. Die ein- und ausströmende Flüssigkeitsmenge kann deutlich kleiner als die umgewälzte Flüssigkeitsmenge, vorgegeben durch die Pumpleistung, sein, und beispielsweise zwischen 10% und 30% letzterer betragen. Ein signifikanter Teil der Pumpleistung wird demnach zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Turbulenzen verwendet.
  • Die Förderleitung 10 weist eine in das Puffervolumen 5 mündende Öffnung 11A auf, durch welche ein Teil der in die Förderleitung 10 gepumpten Flüssigkeit F in das Puffervolumen 5 zurückströmen kann. Zur besseren Effizienz ist die Öffnung 11A ausrichtbar ausgestaltet, und/oder umfasst eine Düse (nicht gezeigt). Auf diese Weise wird die Bildung von Turbulenzen weiter unterstützt. Bevorzugt wird der Strahl so ausgerichtet, dass die Flüssigkeit F in Richtung des o.g. Spaltes 12 ausgegeben wird.
  • Der Behälter 1 umfasst außerdem einen bevorzugt lediglich aufgelegten Deckel 13 (nur in Fig. 1 gezeigt). Dieser hat eine seitliche Aussparung 14, in welcher die Förderleitung 10 aufnehmbar ist. Somit kann der Deckel 13 zu Wartungszwecken abgehoben werden, ohne dass die Förderleitung 10 von diesem gelöst werden müsste. Im Deckel 13 eingelassen ist außerdem eine Füllstandssonde 15, mit welcher der Füllstand (Soll-Niveau N) gemessen werden kann. Nicht gezeigt ist eine entsprechende Steuerung, welche anhand des Füllstandes die Pumpe 4 steuert, so dass nicht zu viel Flüssigkeit F im Behälter 1 vorhanden ist. Die Füllstandssonde 15 wird zusammen mit dem Deckel 13 vom Behälter 1 abgenommen, was die Wartung weiter vereinfacht. Durch vertikales Verschieben der Füllstandssonde 15 kann das Soll-Niveau N auf einfache Weise verändert werden. Alternativ kann auch eine längere oder kürzere als die gezeigte Füllstandssonde 15 verwendet werden. Ein niedriges Soll-Niveau N führt - in Verbindung mit einer Förderrate, die die Zulaufrate deutlich übersteigt - zu einem häufigen, jedoch nur kurzen Anspringen der Pumpe 4. Insbesondere beim Anlaufen erzeugt deren Laufrad 7 starke Turbulenzen. Insbesondere in Verbindung mit dem, durch das aufgrund der Bodennähe der Pumpe 4 und deren Anpassung an die Geometrie des Behälters 1, minimierte Ansaugvolumen 5, sowie im Zusammenspiel mit der durch den Bypass 11A in den Behälter 1 abgegebenen Flüssigkeitsstrom werden Partikel außerordentlich zuverlässig aufgewirbelt.
  • Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsform, welche sich von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die Förderleitung 10 eine Öffnung 11B aufweist, welche in das Ansaugvolumen 5 mündet. Die Turbulenzen werden demnach unmittelbar im Ansaugvolumen 5 am stärksten sein, was vorteilhaft ist. Öffnung 11B ist so bemessen, dass ein signifikanter Anteil der Fördermenge, 30% oder gar mehr, durch sie wieder in den Ansaugbereich der Pumpe 4 zurückströmt, ggf. durch eine entsprechend ausgerichtete Düse (nicht gezeigt). Der vorstehende (optionale) Spalt 12 ist weiter vorhanden und erlaubt einen Austausch von Flüssigkeit F mit dem Puffervolumen 6. Der Zulauf 2 ist im Bild vor der Förderleitung 10 liegend dargestellt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Behälter
    2
    Zulauf
    3
    Vorfilter
    4
    Pumpe
    5
    Ansaugvolumen, Volumen
    6
    Puffervolumen, Volumen
    7
    Laufrad
    8
    Boden
    9
    Ausgang
    10
    Förderleitung
    11A, 11B
    Öffnung
    12
    Spalt
    13
    Deckel
    14
    Aussparung
    15
    Füllstandssonde
    F
    Flüssigkeit
    N
    Soll-Niveau

Claims (15)

  1. Hebeanlage für eine schmutzpartikelbeladene Flüssigkeit (F), umfassend einen Behälter (1) mit einem Zulauf (2), sowie eine in den Behälter (1) eingesetzte oder einsetzbare Pumpe (4), welche zur Förderung der Flüssigkeit (F) in einen Ausgang (9) eingerichtet ist, wobei die Pumpe (4) das Volumen des Behälters (1) in ein Ansaugvolumen (5) und ein Puffervolumen (6) unterteilt, und eine Ansaugseite der Pumpe (4) in dem im unteren Bereich des Behälters (1) befindlichen Ansaugvolumen (5) angeordnet ist, wohingegen der Zulauf (2) in dem im oberen Bereich des Behälters (1) befindlichen Puffervolumen (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeanlage dazu eingerichtet ist, dass mittels der Pumpe (4) Turbulenzen im Ansaugvolumen (5) des Behälters (1) erzeugbar sind, welche einem Absetzen von Schmutzpartikeln entgegenwirken.
  2. Hebeanlage nach Anspruch 1, wobei die Pumpe (4) eine zu einem Ausgang (9) führende Förderleitung (10) umfasst, die außerdem mindestens eine einen Bypass bildende Öffnung (11A, 11B) aufweist, aus welcher Flüssigkeit (F) in das Volumen des Behälters (1) ausgebbar ist.
  3. Hebeanlage nach Anspruch 2, wobei die Förderleitung (10) mindestens eine Öffnung (11B) aufweist, durch welche ein Teil der in die Förderleitung (10) gepumpten Flüssigkeit (F) in das Ansaugvolumen (5) ausgebbar ist.
  4. Hebeanlage nach Anspruch 3, wobei die Flüssigkeit (F) in einen Bodenbereich des Ansaugvolumens (5) ausgebbar ist.
  5. Hebeanlage nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Förderleitung (10) mindestens eine Öffnung (11A) aufweist, durch welche ein Teil der in die Förderleitung (10) gepumpten Flüssigkeit (F) in das Puffervolumen (6) ausgebbar ist.
  6. Hebeanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Puffervolumen (6), wobei zwischen Innenwand des Behälters (1) und einem Gehäuse der Pumpe (4) ein Spalt (12) bereitgestellt ist, so dass Flüssigkeit (F) zwischen beiden Volumina (5, 6) hin und her fließen kann.
  7. Hebeanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnung (11A, 11B) so bemessen ist, dass der größere Teil der in die Förderleitung (10) gepumpten Flüssigkeit (F) in den Behälter (1) zurückströmen kann, oder wobei der Anteil der während des Pumpens durch die Öffnung (11A, 11B) fließenden Flüssigkeit (F) mindestens 10%, und bevorzugt 20%, und besonders bevorzugt 30% bis 70% der insgesamt geförderten Flüssigkeit (F) beträgt.
  8. Hebeanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Puffervolumen (6), wobei der Zulauf (2) in das Puffervolumen (6) mündet.
  9. Hebeanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpe (4) eine Pumpe mit offenem Laufrad (7) ist.
  10. Hebeanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Behälter (1) einen formschlüssig mit dem Behälter (1) verbindbaren Deckel (13) umfasst, und/oder eine Füllstandssonde (15) vorgesehen ist, welche ggf. durch den Deckel (13) führbar oder geführt ist, und/oder wobei der Deckel (13) eine Aussparung (14) für eine Förderleitung (10) aufweist.
  11. Hebeanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Behälter (1) eine zylindrische Form und/oder einen konvexen Boden aufweist.
  12. Hebeanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ansaugvolumen (5) und/oder das Puffervolumen (6) minimiert sind.
  13. Verfahren zum Heben von schmutzpartikelbeladenen Flüssigkeiten unter Verwendung einer Hebeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
    - Einströmen von Flüssigkeit (F) durch den Zulauf (2) in den Behälter (1);
    - Gelangen der Flüssigkeit (F) in ein die Ansaugseite der Pumpe (4) umfassendes Ansaugvolumen (5);
    - Fördern der Flüssigkeit (F) mittels der Pumpe in eine Förderleitung (10) mit der den Bypass bildenden Öffnung (11A, 11B) ;
    - Verlassen eines Teils der geförderten Flüssigkeit (F) durch diese Öffnung (11A, 11B) zurück in den Behälter (1);
    wobei sich im Ansaugvolumen (5) Turbulenzen bilden oder dorthin fortpflanzen, so dass am Boden des Behälters (1) angesammelte Partikel aufgewirbelt und mit der Flüssigkeit (F) abtransportiert werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Turbulenzen durch unmittelbar in das Ansaugvolumen (5) aus der Öffnung (11A) einströmende Flüssigkeit (F) hervorgerufen werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei das Puffervolumen minimiert ist, so dass ein festgelegter Auslösefüllstand möglichst frühzeitig erreicht wird, wodurch die Pumpe (2) in Betrieb gesetzt wird, und möglichst häufig jeweils unter erneuter Bildung von Anlauf-Turbulenzen Flüssigkeit (F) aus dem Behälter (1) heraus fördert.
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