DE1667157B2 - Vorrichtung zum Mischen von wenigstens zwei strömenden Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von wenigstens zwei stromenden Flüssigkeiten mit einem konstanten Mischungsverhältnis mit einer in der Hauptflüssigkeitsleitung angeordneten Drosselstelle und einer in der Nähe der größten Verengung dieser Drosselstelle in die Hauptflüssigkeitsleitung einmündenden Zusatzmittelleitung, in welcher vor ihrer Mündung ein Ventil angeordnet ist.

Die Vorrichtung dient insbesondere in Krankenhäusern, anatomischen Instituten, Schlachthöfen und anderen in Betracht kommenden Anstalten zum Herstellen von Desinfektionslösungen, die in einem eigenen Rohrleitungssystem zu den einzelnen Verbraucherstellen geleitet werden müssen, da es aus Gründen gebotener Vorsicht und auf Grund berechtigter strenger Vorschriften zwingend notwendig ist, dieses besondere Rohrleitungssystem für dieDesinfektionslösung vom kommunalen Wasserlcitungssystem vollständig getrennt zu halten. Hierdurch kann ausgeschlossen werden, daß im Falle eines Unterdrucks im kommunalen Wasserleitungsnetz die Chemikalien- bzw. Desinfektionslösung od. dgl. in das auch als Trinkwasser benutzte Wasser des kommunalen Leitungssystems gelangt, was, wie die Erfahrung häufig genug gelehrt hat, schwerwiegende Folgen haben kann.

Neben dieser zu erfüllenden Forderung verlangt man von der die Chemikalienlösung herstellenden Vorrichtung, daß sie eine außerordentlich hohe Genauigkeit zwecks Erzielung einer völlig gleichmäßigen Konzentration hat. Dies bereitet nicht unerhebliche Schwierigkeiten, insbesondere dann, wenn ein

ίο sehr kleines Volumen an Zusatzflüssigkeit einer größeren Menge Wasser zugesetzt werden soll, beispielsweise weil die Zusatzflüssigkeit in außerordentlich hoher Konzentration vorliegt.

Es sind bereits relativ große Anlagen bekanntgeworden, bei denen Wasser aus dem kommunalen Leitungsnetz in einen offenen Tank eingelassen wird, und zwar über einen freien Auslauf; der maximale Wasserstand im Tank liegt stets unterhalb des offenen Auslaufs der Wasserzuleitung, so daß ein Zurücksaugen bei einem Unterdruck in der Zufuhrleitung unmöglich ist. Aus dem Tank saugt eine Kreiselpumpe Wasser an und drückt dieses in einen Vorratsdrucktank, in den mittels einer zweiten Kreiselpumpe die Zusatzflüssigkeit gefördert wird, wobei

a5 durch entsprechende komplizierte Steuerungssysteme versucht wird, etwa eine gewisse Proportionalität zwischen den Fördermengen einzustellen bzw. einzuhalten . Die Konzentration der Lösung in dem Misch- und Vorratsbehälter sowie in dem sich an diesen anschließenden Rohrleitungssystem schwankt aber trotzdem noch, wie festgestellt wurde, innerhalb recht erheblicher Grenzen, so daß die erwähnte Anlage nicht zufriedenstellend arbeitet.
Weiterhin sind Dosierpumpen bzw. -geräte verschiedenster Bauart bekanntgeworden, die im wesentlichen auf Grund der abgemessenen Menge Wassers, die in das spezielle Rohrleitungssystem gefördert wird, gesteuert werden. Derartige Einrichtungen sind ebenfalls noch verhältnismäßig aufwendig, mit-

unter störanfällig und erfordern eine kostspielige Wartung, um Ausfälle auf ein Minimum zu beschränken.

Auch sind aus mehreren Druckschriften Mischvorrichtungen für wenigstens zwei strömende Flüssigkei-

ten bekanntgeworden, die zwar ein konstantes Mischungsverhältnis gewährleisten sollen, jedoch entweder in der angegebenen Form nicht für den zuvor angegebenen Zweck geeignet sind oder einen erheblichen Aufwand erfordern. Allen bekannten Vorrichtungen ist gemeinsam, daß wenigstens die Hauptflüssigkeit der Mischstelle unter Überdruck zugeführt wird.

Da die Mischvorrichtung vom öffentlichen Wasserleitungsnetz vollständig abgetrennt sein soll, was

sich praktisch nur mittels eines vor der Mischstelle unterbrochenen Leitungssystems verwirklichen läßt, ist der im öffentlichen Leitungsnetz herrschende Überdruck nicht für die Mischvorrichtung nutzbar zu machen. Um eine aus der Strahlpumpe bestehende Mischvorrichtung, wie sie den genannten Druckschriften zu entnehmen ist, betreiben zu können, bedarf es daher wenigstens einer Förderpumpe. Wenn jedoch, z. B. infolge des Gegendrucks in der Hauptflüssigkeitsleitung, an der Drosselstelle Druck-Schwankungen auftreten, wäre bei den als bekannt nachgewiesenen Mischvorrichtungen ohne zusätzliche Maßnahmen ein gleichbleibendes Mischungsverhältnis nicht mehr gewährleistet. Daher sind in

3 4

den in Betracht kommenden Druckschriften ver- der Zusatzmirtelleitung die bei Druckschwankungen

schiedene Lösungen angegeben, die ein Konstanthal- in der Hauptflüssigkeitsleitung auftretenden Mi-

ten des Mischungsverhältnisses gewährleisten sollen. schungsverhaltnisänderungen auszugleichen. Die

Diese Lösungen benötigen jedoch in der Zusatzmit- Vorrichtung gemäß der Erfindung kann dagegen

telleitung zusätzliche Ventile mit Steuereinrichtun- 5 durch eine einfache Umordnung der Elemente auf

gen, die die gesamte Vorrichtung verhältnismäßig derartige Maßnahmen verzichten,

aufwendig machen. Vorteilhafterweise besteht die Drosselstelle in der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hauptflüssigkeitsleitung aus einem Venturirohr oder

Vorrichtung zum Mischen von wenigstens zwei strö- einer Blende, an welche die Zusatzflüssigkeitsleitung

menden Flüssigkeiten in einem stets konstanten Mi- io angeschlossen ist.

schvngsverhältnis zu schaffen, die eine Rückströ- In dem in Strömlingsrichtung hinter der Pumpe

mung in das Wasserleitungsnetz mit Sicherheit ver- angeordneten Misch- und Vorratsbehälter befindet

hindert, zugleich so einfach als möglich aufgebaut ist sich ein Druckluftpolster. Hierdurch wird erreicht, daß

und bei hoher Genauigkeit störungsfrei arbeitet. bei diskontinuierlicher Abnahme der Chemikalienlö-

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfin- 15 sung die Pumpe nicht ständig zu laufen braucht. Da-

dung vorgeschlagen, die Vorrichtung der in Betracht bei wird die Pumpe in Abhängigkeit vom Druck in

kommenden Art in der Weise auszubilden, daß die dem Windkessel an- und abgeschaltet (Aussetzbe-

Hauptflüssigkeitsleitung eingangsseiti» mit einem un- trieb). Bei Verwendung einer Kolbenpumpe hat der

ter Atmosphärendruck stehenden Vorratsbehälter Druckwindkessel die weitere Aufgabe, die Strömung

mit schwinimergesteuertem, über der FJüssigkeits- 20 zu vergleichmäßigen und Überdrücke in der Rohrlei-

oberfläche einmündendem Zulauf und ausgangsseitig tung zu verhindern.

mit der Saugseite einer einen Druckbehälter speisen- Um eine eventuelle Rückströmung in den Wasser-

den Pumpe und die Zusatzmittelleituns; eingangssei- vorratsbehälter zu verhindern, kann in Strömungs-

tig mit einem unter Atmosphärendruck stehenden richtung vor der Pumpe ein Rückschlagventil in der

Zusatzmittel-Vorratsbehälter verbunden ist. 25 Hauptleitung angeordnet sein.

Eine derartige Vorrichtung gewährleistet zusatz- Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß lieh, daß an der Ausgangsseite der gesamten Anlage der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch darein Flüssigkeitsdruck erzielt wird, der höher sein gestellt und nachstehend im einzelnen näher erläutert, kann als der im öffentlichen Wasserleitungsnetz auf- Der Wasserbehälter 11 wird von einer an das tretende Druck und nur durch die Pumpenleistung 30 kommunale Wassernetz angeschlossenen Wasserleibegrcnzt, jedenfalls aber nicht durch den an der tung 12 gespeist. In der Wasserleitung 12 befindet Mischvorrichtung auftretenden Druckabfall beein- sich das schwimmergesteuerte Ventil 13, das den flußtwird. Wasserspiegel im Behälter 11 stets unterhalb der

Ferner ist mittels des in der Zusatzmittelleitung Mündung der Leitung 12 hält. Als zusätzliche Sicheangeordneten Ventils im Gegensatz zu den bekann- 35 rung gegen das Ansteigen des Wasserspiegels beim ten Vorrichtungen eine Änderung des Mischungsver- Versagen des Schwimmerventils 13 ist ein Sicherheitshältnisses möglich. Auch entfallen grundsätzlich von überlauf 14 vorgesehen.

der Flüssigkeitsdurchsatzmenge zu steuernde Ventile Aus dem Behälter 11 führt die Leitung 15 das in den Zuführleitungen. Die Vorrichtung gemäß der Wasser der Saugvorrichtung 16 zu, die z. B. aus Erfindung hat deshalb auch praktisch keine störan- 40 einem Venturirohr besteht. In der Nähe des engsten fälligen Teile. Trotzdem wird das Mischungsverhält- Querschnitts 20 des Venturirohrs 16 ist die Zusatznis bemerkenswert konstant gehalten. Als Pumpe flüssigkeitsleitung 17 angeschlossen. Wie der Ankann eine einfache Kolbenpumpe verwendet werden, schluß im einzelnen erfolgt, ist von der speziellen was bei allen bekannten Mischvorrichtungen wegen Ausbildung der Saugvorrichtung und dem gewünschder beim Betrieb einer derartigen Pumpe ständig 45 ten Mischungsverhältnis abhängig. So wird man z.B., schwankenden Drücke im Leitungssystem nicht mög- wenn eine große Menge Zusatzflüssigkeit dem Waslich wäre. Wenn die Pumpe eine Kolbenpumpe ist, ser zugesetzt werden soll, die Saugvorrichtung ejekist ihre Fördermenge, unabhängig vom Gegendruck, torähnlich bzw. in Art einer Wasserstrahlpumpe ausgegcn den sie fördert, stets gleich. Damit ist auch der bilden. Bei einer kleinen Zusatzflüssigkeitsmenge Unterdruck in der Saugvorrichtung stets gleich und 50 hingegen wird eine relativ kleine Öffnung in einem die über die Zusatzflüssigkeitsleitung aus dem Zu- Bereich der Saugvorrichtung ausreichen, in der ein satzflüssigkeitsvorratsbchälter angesaugte Menge Unterdruck herrscht.

konstant, so daß sich eine gleichbleibende Konzen- An Stelle des Venturirohrs können auch beliebige

tration ergibt. Wird als Pumpe eine Kreiselpumpe andere Vorrichtungen verwendet werden, die einen

verwendet, so ist deren Fördermenge bei sich an- 55 Unterdruck erzeugen, beispielsweise Blenden, Veren-

derndem Gegendruck variabel, d. h., sie fördert bei gungen usw. Bei der Auslegung der Saugvorrichtung

höherem Gegendruck weniger. Da aber der Sog einer ist lediglich darauf zu achten, daß der Unterdruck an

von einem Strömungsmittel durchströmten Saugvor- der Anschlußstelle für die Zusatzflüssigkeit eine ste-

richtung von der Durchflußmenge abhängig ist, und tige Abhängigkeit von der Wasserdurchflußmenge

zwar quadratisch mit der Durchflußmengc ansteigt, 60 zeigt.

bleibt die Mciigcnproporlionalität erhalten, da auch Die Zusatzflüssigkeitslcitung 17 führt in den Zudie Widerstände in der Zusatzflüssigkeitsleitung, z. B. satzl'lüssigkcitsbchältcr 18. In der Leitung 17 befinder Widerstand des Regelventil, mit steigender Zu- dct sich das Regelventil 19 für die Zusatzflüssigkeit, satzdüssigkeilsmenge quadratisch anwachsen. mit der die gewünschte Zusatzflüssigkeitsmenge cin-

Wic sich aus dem Stand der Technik ableiten läßt. 65 gestellt werden kann. Hinter der Anschlußstelle 20,

haben die Fachleute stets versucht, ohne prinzipielle d.h. im Diffusor des Venturirohrs 16, mischt sich die

Änderung in der Anordnung der Elemente Pumpe Zusatzflüssigkcit mit dem Wasser und strömt durch

und Mischstclle durch zusätzliche Steuerelemente in die Leitung 21, in welcher sich das Rückschlagventil

22 befindet, der Pumpe 23 zu. Die aus der Mischung von Wasser und Zusatzflüssigkcit entstandene Lösung strömt durch die Druckleitung 24 in den unter Druck stellenden Misch- und Vorratsbehälter 25 nach Art eines Druckwindkessels, in dessen oberem Teil sich ein Druckluftpolstcr 26 befindet.

Das Rückschlagventil 22, das ein beliebiger RückfliiBverhinderer sein kann, sorgt dafür, daß beim Stillstand der Pumpe 23 die Lösung nicht in die Saugvorrichtung und damit in den Wasserbehältern oder den Ziisatzflüssigkcilsbehäller 18 zurückströmt. Das Rückschlagventil 22 kann aber unter Umständen auch entfallen, insbesondere dann, wenn kein Druckwindkessel 25 vorgesehen ist und durch einsprechende räumliche Anordnung der Zusatzllüssigkeits- und Wasserbehälter ein RückDuU nicht zu erwarten ist. Diese Möglichkeil ist jedenfalls gegeben, wenn eine Kolbenpumpe verwendet wird, deren Auslaßventil als Rückschlagventil wirkt.

Die Pumpe 23 kann eine beliebige Flüssigkeitspumpe, ζ. B. eine Kreisel-, Zahnrad-, Hügel- oder Kolbenpumpe sein. Ihre Art bestimmt sich nach der Größe und voraussichtlichen Betriebsart der Anlage.

Der Druckwindkessel dient zwar zur Vergleichmäßigung der Strömung, zum Sicherstellen einer guten Durchmischung beider Flüssigkeiten miteinander und zur Lrmöglichung eine. Aussetzbetriebes für dii Pumpe 23, er kann aber auch, insbesondere dann wenn eine kontinuierliche oder in größeren Zcitab ständen gleichmäßige Abnahme von Lösung zu er warten ist, durch einen üblichen druckgesteuert Schalter ersetzt werden, der beim Offnen eines nich dargestellten Iiiitnahmeventils in der Leitung 27 der Antriebsmotor der Pumpe 23 in Betrieb setzt.

Normalerweise ist eine Steuereinrichtung vorgese-

ίο hen, die den Pumpenantriebsmotor in Abhängigkeil von dem Druck im Windkessel 25 an- bzw. abschaltet.

Zweckmäßig ist zwischen dem Regelventil 19 und dem Venturirohr 16 oder zwischen dem ersteren und dem Zusatzflüssigkeitsbehältei 18 ein Ventil 28 vor gesehen, durch das die ZusatzflüssigkeitsleiUmg 17 abgesperrt wird, sobald der Unterdruck im Venturirohr J6 nicht mehr vorhanden ist. Dieses Ventil hat die Aufgabe, zu verhindern, daß bei Außerbctriebsclzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung Wasser aus dem Behälter 11 in den Zusatzflüssigkeitsbehälter 18 übertritt, falls der Wasserspiegel im Behälter IJ. höher als im Zusatzflüssigkeitsbehälter 18 ist. Ebenso soll somit im umgekehrten Fall ein Übertritt von Zusatzflüssigkeit in den Behälter 11 unterbunden werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Mischen von wenigstens zwei strömenden Flüssigkeiten mit einem konstanten Mischungsverhältnis mit einer in der Hauptflüssigkeitsleitung angeordneten Drosselstelle und einer in der Nähe der größten Verengung dieser Drosselstelle in die Hauptflüssigkeitsleitung einmündenden Zusatzmittelleitung, in welcher vor ihrer Mündung ein Ventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptflüssigkeitsleitung eingangsseitig (15) mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Vorratsbehälter (11) mit schwimmergesteuertem, über der Flüssigkeitsoberfläche einmündendem Zulauf (12) und ausgangsseitig (21) mit der Saugseite einer einen Druckbehälter (25) speisenden Fumpe (23) und die Zusatzmittelleitung (17) eingangsseitig mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Zusatzmittel-Vorratsbehälter (18) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Kolbenpumpe ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Kreiselpumpe mit einem vorgeordneten Rückschlagventil ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, gekennzeichnet durch ein zusätzlich in der Zusatzmittelleitung angeordnetes Absperrventil.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle in der Hauptflüssigkeitsleitung aus einem Venturirohr besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle in der Hauptflüssigkeitsleitung aus einer Blende besteht.