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Verfahren zur Förderung, insbesondere von korrosionsgefährlichen Flüssigkeiten
In zahlreichen Fällen ist es notwendig, bei der Förderung von Flüssigkeiten der
verschiedensten Art eine Berührung der Förderflüssigkeit mit korrosionsgefährdeten
Werkstoffen zu meiden, sei es, um die vorzeitige Zerstörung der Förderapparaturen
zu verhindern, sei es aus Rücksicht auf die Reinheit der Förderflüssigkeit. Das
Hauptgebiet, in dem derartige Aufgaben an den Techniker herantreten, ist das der
chemischen Großindustrie und der mit ihr verwandten Industriezweige; der Bedarf
an korrosionswiderstandsfähigen Fördervorrichtungen hat auf diesem Gebiete bereits
zur Ausbildung einer großen Anzahl von Apparaturen für diese Zwecke geführt.
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Es gibt aber auch eine Reihe von Fällen, in denen. es nicht zweckmäßig
ist, die Förderung unter Druck vorzunehmen, weil man unter Druck stehende Förderleitungen
im Betriebe und die mit solchen beispielsweise bei der Förderung konzentrischer
Säuren verbundene Gefahr für die Belegschaft wie für die maschinellen Einrichtungen
im Falle, daß eine solche Leitung undicht wird oder zu Bruch geht, vermeiden will.
Auch das Herausspritzen der Förderflüssigkeit am Austrag der Druckleitung ist eine
vielfach unerwünschte Nebenerscheinung der Förderung solcher Flüssigkeiten unter
Druck. Wenn derartige Verhältnisse vorliegen, verwendet man bereits jetzt Vakuumförderer,
die in sehr einfacher Weise nach dem umgekehrten Prinzip -der Druckbirne arbeiten
und unter dem Einfluß des Vakuums die Förderflüssigkeit durch die Steigeleitung
hochsaugen. Derartige Vakuumförderer sind aber in ihrem Anwendungsbereich außerordentlich
beschränkt, weil mit Vakuum an sich nur sehr geringe Förderhöhen von 6 bis 7 m Wassersäule
zu erzielen sind. Man war daher bisher gezwungen, in solchen Fällen, wenn es sich
um die Überwindung größerer Höhendifferenzen handelte, mehrere derartige Vakuumförderer
etagenmäßig übereinander aufzustellen, um so, die erforderliche Höhe zu erzielen,
so daß solche Anlagen sehr teuer und kompliziert wurden. Ferner wurde ein Vorschlag
gemacht, zur Vergrößerung der Saughöhe der Förderflüssigkeit Luft beizumischen,
wodurch das Raumgewicht der Förderflüssigkeit in gewissem Umfange verringert werden
kann, was einer entsprechenden Vergrößerung der Förderhöhe gleichkommt. Die hierbei
erfolgende Zumischung durch eine Handluftpumpe gewährleistet nicht eine gleichmäßige
und fein verteilte Einführung von Luft, wie dies für ein sicheres Arbeiten der Fördervorrichtung
auch ohne ständige Aufsicht notwendig ist.
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Erst die vorliegende Erfindung beseitigt die erwähnten Nachteile und
schafft die Möglichkeit,
unter dein Einfluß des Vakuums in völlig
automatischem Betriebe Förderhöhen, die einem Mehrfachen der bisher auf diesem Wege
erreichbaren Höhe von 6 bis 7n1 Wassersäule entsprechen, zu erreichen.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die automatische
Förderung aus dem eigentlichen die übrige Apparatur enthaltenden Behälter durch
eine Steigeleitung von nicht allzu großem Ouerschnitt in der Weise vor sich geht,
daß der Einfluß des Vakuums, der an sich niemals mehr als eine 6 bis 7 m hoheWassersäule
heraufzuziehen vermag, durch in die Steigeleitung eingebrachte bzw. durch die besondere
Konstruktion des Apparates in sie mitgerissene Luft unterstützt wird, indem das
Gewicht des im Steigrohr befindlichen Flüssigkeitsgasgemisches durch auf diese Weise
künstlich beigemischte Luft bzw..neutrale Gase verringert wird. In der Steigeleitung
wird so eine Luftflüssigkeitssäule erzeugt, die mit jedem Spiel des Apparates weiter,
und zwar so lange hinaufgefördert wird, bis ihr Gesamtgewicht dem einer reinen Wassersäule
von 6 bis 7 m Höhe entspricht, wobei praktisch eine Gesarntförderhöhe von z5 bis
30 m zu erreichen ist.
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Die zur Ausführung der Erfindung dienende, in der Abbildung dargestellte
Vorrichtung besteht aus einem zweiteiligen Behälter, in dessen Oberteil a die zur
Steuerung des Flüssigkeitszulaufs dienenden Organe angeordnet sind, während das
untere Teil b einen Aufnahmebehälter für die aus dem oberen Teil periodisch in genau
begrenzten Mengen zulaufende Förderflüssigkeit darstellt, aus dem diese durch die
Steigeleitung s in die Höhe gefördert wird. Das Oberteil a besitzt einen zweckmäßig
seitlich angebrachten Zulauf stutzen N, der an die Zulaufleitung angeschlossen ist.
Die Eintrittsöffnung dieses Zulaufstutzens in das Behälterinnere kann durch einen
im Behälterinneren angeordneten Schwimmer zc, sobald ein gewisses Flüssigkeitsniveau
in dem Behälter erreicht ist, mit Hilfe einer an dem im übrigen in dem oberen Teil
des Behälters in geeigneter Weise geführten Schwimmer angebrachten Absperrfläche
v verschlossen werden, um ein Überlaufen des ganzen Apparates bei etwaigem Versagen
des Vakuums zu vermeiden.
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Der Schwimmer u ist so ausgebildet, daß sein Gewicht den Betriebsverhältnissen
genau angepaßt werden kann. Weiterhin enthält der obere Behälter eine Vorrichtung,
die es ermöglicht, ihn, sobald der Flüssigkeitsstand in ihm eine gewisse Höhe erreicht
hat, stoßweise in den unteren Behälter zu entleeren. Diese Vorrichtung arbeitet
in der nachstehend beschriebenen Weise. Der zentral angeordnete Ablaufkanal w ist
in einem in den oberen Behälter hinein nach oben bis zu etwa 2J3 der Behälterhöhe
reichenden Ablaufstutzen angeordnet. Durch eine über diesen Stutzen bzw. seine Mündung
gedeckte 0' ockenartig ausgebildete Kappe k wird um den Ablaufkanal bzw.
um seine obere Mündung herum ein ring- bzw. glockenförmiger Kanal von relativ kleinem
Ouerschnitt geschaffen, der, sobald die Flüssigkeit das obere Ende des Ablaufrohres
w erreicht hat und in dieses hineinzufließen beginnt, eine Heberwirkung erzeugt
und eine plötzliche Entleerung des oberen Behälters bis zur Unterkante der über
das Ablaufrohr gestülpten Glocke bewirkt. In den unteren Behälter mündet an seiner
tiefsten Stelle die Steigeleitung s, ferner führt aus ihm eine zweckmäßig durch
einen Hahn ganz oder teilweise absperrbare Entlüftungsleitung l ins Freie bzw.,
wie auf der Zeichnung dargestellt, in den oberhalb des Schwimmers liegenden Teil
des Oberbehälters, der ebenfalls mit der Außenluft in Verbindung steht.
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Die Wirkungsweise der ganzen Vorrichtung ist nun folgende: Durch die
regelbare Zulauföffnung z wird der obere Behälter bis zu dem durch die obere Mündung
des Abflußrohres w gekennzeichneten Niveau iai mit Flüssigkeit gefüllt. Sobald die
Flüssigkeit diese Niveaulinie überschreitet, stürzt sie durch das Fallrohr f in
den unteren Behälter b und erzeugt hierbei gleichzeitig in dem engen Kanal zwischen
der Glocke k, die über den Ablaufstutzen gestülpt ist, eine Heberwirkung, die eine
schnelle Entleerung des oberen Behälters bis zu dem durch den unteren Rand der Glocke
k gegebenen Niveau n2 zur Folge hat. Während dieser Abförderung tritt ständig weitere
Flüssigkeit durch den Zulauf z zu, und sobald nach Abreißen des Hebers das Flüssigkeitsniveau
wieder über die obere Mündung des Abfallrohres gestiegen ist, beginnt die Heberwirkung
von neuem.
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Die in den unteren Behälter gelangte Flüssigkeit wird sofort unter
dem Einfluß des auf das Steigrohr s wirkenden Vakuums in diesem hochgefördert, bis
nach Wegförderung der gesamten Flüssigkeitsmenge, die natürlich gewichtsmäßig geringer
sein muß als das Gewicht einer 6 bis 7 m hohen Wassersäule, hinter der Flüssigkeit
Luft in die Steigeleitung eingesaugt wird. Diese Luft fördert entweder unmittelbar
als Luftkolben die Flüssigkeitssäule nach oben oder emulgiert sich mit der in dem
Steigrohr befindlichen Flüssigkeit und verringert dadurch das Gewicht der Luftflüssigkeitsmischung
entsprechend. Die in das Steigrohr einströmende Luftmenge wird zweckmäßig mengenmäßig
genau
geregelt und entsprechend den Intervallen beim Arbeiten des
Hebers eingestellt, so daß zwischen der ersten Flüssigkeitsförderung und der zweiten,
die beginnt, sobald der Heber erneut angesprungen ist, nur eine so kurze Pause liegt
bzw. eine so geringe Luftmenge in die Steigeleitung gelangen kann, wie sie zur Erzielung
der Förderung wirklich erforderlich ist. Um alle Stöße zu vermeiden, kann man die
in jeder Periode geheberte Flüssigkeitsmenge verringern und die Perioden schneller
aufeinander folgen lassen. Die Verhältnisse zwischen der Luft- und Flüssigkeitsmenge
hängen vom spezifischen Gewicht der Förderflüssigkeit und der Förderhöhe ab. Das
Gesamtgewicht der in der Förderleitung hängenden Flüssigkeitssäule darf höchstens
dem einer Wassersäule von C bis m entsprechen. Zur Dosierung dieser Luftmenge ist
die Leitung L vorgesehen. die durch den einen Hahn ganz oder teilweise abgesperrt
werden kann, so daß unter Umständen in dem unteren Behälter nach Beendigung einer
Förderperiode bzw. unter dem Einfluß des weitersaugenden Vakuums eine gewisse Luftverdünnung
und damit Verringerung der nachströmenden Luftmengen erzielt wird. Gleichzeitig
wird hierdurch das Anspringen des Hebers begünstigt. Es ist ferner unter Umständen
zweckmäßig, durch eine in die Steigeleitung führende Düse, die unmittelbare Verbindung
mit der Außenluft hat, direkt Luft in diese einzuführen.
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Nach jedem Spiel des Hebers tritt jeweils die gleiche Wirkung ein,
daß nach Wegfördern der Flüssigkeit die erforderliche Luftmenge in die Steigeleitung
nachströmt, die nötig ist, um das Gewicht der Luftflüssigkeitssäule entsprechend
zu verringern, so daß tatsächlich im Endeffekt bei genauer Einstellung der ganzen
Apparatur eine Gesamtförderhöhe von bis zu 30 m erzielt werden kann.
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Das ganze Prinzip der Erfindung zeigt gewisse Anklänge an die bekannte
Flüssigkeitsförderung durch Mammutpumpen, jedoch wird, im Gegensatz zu dieser bekannten
Vorrichtung, nach der Erfindung nicht mehr mit Preßluft gearbeitet, sondern lediglich
automatisch durch die eigenartige Arbeitsweise der Apparatur ein .Mitreißen von
regelbaren Luftmengen in die Steigeleitung bewirkt.
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Wenn unter Umständen das Vakuum in der Steigeleitung versagt, tritt
keinerlei Schwierigkeit ein; ein Überlaufen des Apparates kann nicht stattfinden,
denn im gleichen Augenblick, in dem die Flüssigkeit im oberen Behälter zu hoch angestiegen
ist, wird der Zulauf durch den Schwimmer selbsttätig abgesperrt.
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Die neue Vorrichtung, die zweckmäßig in allen ihren Teilen, soweit
sie mit der Förderflüssigkeit in Berührung kommen, aus korrosionsbeständigem Material
hergestellt wird, c rmöglicht es in außerordentlich einfacher und betriebssicherer
Weise, in den Fällen, in denen es erwünscht ist, insbesondere korrodierende Flüssigkeiten
durch Vakuum zu fördern, wesentlich größere Förderhöhen zu erreichen, als sie bisher
bei diesem Fördersvstem möglich waren: selbstverständlich ist die Erfindung nicht
auf die Förderung korrodierender Flüssigkeiten beschränkt, sondern im übrigen allgemein
anwendbar, wenn auch ihre Vorteile insbesondere auf dem genannten Spezialgebiet
liegen.