CH687040A5

CH687040A5 - Zentrifugalpumpe.

Info

Publication number: CH687040A5
Application number: CH76991A
Authority: CH
Inventors: Zsolt Revesz
Original assignee: Zsolt Revesz
Priority date: 1991-03-14
Filing date: 1991-03-14
Publication date: 1996-08-30

Description

Die technische Aufgabe, zu deren neuartigen Lösung die neuartige Zentrifugalpumpe erfunden wurde, ist das Herstellen von Prozessdampf. Für das Verdampfen von Prozessflüssigkeit sind verschiedene Arten von Geräten und Verdampfervorrichtungen entwickelt und gebaut worden. Die neuartige Lösung ist eine Kombination der Pumpe und der Verdampfervorrichtung. Die grundlegend neue Idee ist, dass anstatt einen Verdampfer zu verwenden wird eine Zentrifugalpumpe so konstruiert, dass die Verdampfung in der Pumpe selbst stattfindet. Diese Pumpe besitzt zwischen dem Laufrad und dem Diffusor einen rohrförmig ausgebildeten Teil, das "Verdampferrohr", sowie einen Anschluss zur Dampfentnahme. Das Verdampferrohr ist ein zylindrisches Zwischengehäuse, das den Pumpenteil mit dem Laufrad und den Pumpenteil mit dem Diffusor verbindet.

Aus dem zentralem Raum dieses Zwischengehäuses wird Dampfentnahme ermöglicht. Die neuartige Lösung nützt die Tatsache aus, dass die Prozessflüssigkeit befördert werden muss. Zur Beförderung muss die Flüssigkeit auf ein höheres Druckniveau gebracht werden. Die Erhöhung des Druckes der Flüssigkeit wird oft mittels einer Zentrifugalpumpe erreicht. In der Mitte einer Zentrifugalpumpe herrschen Strömungsverhältnisse, welche - bei der Ausbildung eines rohrförmigen Raumes - eine intensive Verdampfung, eine wirksame Trennung des Dampfes von der Flüssigkeit und eine Dampfentnahme ermöglichen. Die technische Neuheit besteht also darin, dass die Prozesse Pumpen, Verdampfen und Wasserabscheiden in einem einzigen Gerät integriert werden. Dieses Gerät ist in dem Sinne aktiv, dass Bewegungsenergie durch das Laufrad einer Kreiselpumpe der Prozessflüssigkeit zugeführt wird.

Die körperlichen Merkmale der neuartigen Zentrifugalpumpe sind
- der langgezogene mittlere Teil in einer Zentrifugalpumpe, das "Verdampferrohr", in welchem Teil nach innen keine Strömungsabgrenzung konstruiert wird (um die Bildung einer Verdampfungsfläche zu ermöglichen), sowie
- ein Leitungsstück (Stutzen) das den zentralen Teil des "Verdampfungsrohres" mit der Umgebung verbindet und somit eine Dampfentnahme ermöglicht.

Zur Konstruktion so einer Zentrifugalpumpe muss der mittlere Teil in die axiale Richtung verlängert werden, so dass dieser Teil einen strömungslenkenden Aussenmantel hat, und dabei im inneren Teil ausser der Pumpenwelle keine strömungsbegrenzenden Wände hat.

Die Dampfentnahme aus dem zentralen Raum dieses Verdampferrohres muss mit einem Dampfentnahmestutzen ermöglicht werden. Die Zentrifugalkraft der strömenden Flüssigkeit in diesem rohrförmig ausgebildeten Bauteil der Pumpe ermöglicht die selbständige Bildung einer zylindrischen Verdampfungsfläche, falls der innere Raum der Pumpe gegen einem Raum mit niedrigerem Druck geöffnet wird. Durch Nutzung der Zentrifugalkräfte wird auch eine Trennung der Dampfphase von der Flüssigkeitsphase erzielt. Diese Zentrifugalkräfte werden im Pumpenteil (als Folge der Arbeitsweise der Kreiselpumpen) naturgemäss erzeugt.

Ein Ausführungsbeispiel ist in Form einer Zeichnung in der Abbildung 1 gegeben. Die beigelegte Zeichnung zeigt eine Zentrifugalpumpe, die so ausgebildet ist, dass aus der Mitte dieser Pumpe eine Dampfentnahme möglich ist. Wesentliche Elemente so einer Zentrifugalpumpe sind die Welle (2), das Laufrad (1) sowie der im Gehäuse integrierte Diffusor (6). Die Prozessflüssigkeit ist in der Abbildung mit "Flüssigkeit" bezeichnet. Pfeile zeigen Eintritt und Austritt der Prozessflüssigkeit. In der üblichen Funktionsweise einer Zentrifugalpumpe wird das Medium durch die kinetische Energie des Laufrades beschleunigt. Ein Anteil der zugeführten kinetischen Energie des Mediums wird dann in einem anderen Bauteil, im Diffusor (6) in eine andere Form der Energie, in Druck umgewandelt. Zwischen diesen beiden Teile ist das Verdampferrohr (3).

Die Ausbildung eines Verdampferrohres ist das Wesentliche der Erfindung. Dass Verdampfen hier stattfinden wird, wird von den physikalischen Gesetzen garantiert. Da im Verdampferrohr die Flüssigkeit schraubenförmig fliesst, wird sie von der Zentrifugalkraft gegen die Wand gepresst. Dieser Druck ist mit dem Radius proportional. Aus der Mitte des Verdamperrohres, falls dieser Raum gegen einen anderen Raum mit niedrigerem Druck geöffnet wird, wird Flüssigkeit bis zum Einstellen eines Gleichgewichts austreten. Bei diesem Gleichgewicht wird eine zylindrische Fläche durch die Zentrifugalkraft ausgebildet. Ein Teil der Flüssigkeit wird an der sich ausbildenden zylinderförmigen Oberfläche verdampfen. Auch wird im Verdampferrohr eine Trennung der Dampfphase von der Flüssigkeitsphase stattfinden, bedingt durch die Zentrifugalkräfte.

Die Dampfentnahmestelle in der Abbildung ist mit dem Wort "Dampf" und mit einem Pfeil markiert, wobei der Pfeil die Strömungsrichtung des Prozessdampfes signalisiert. Ohne das Verdampferrohr wäre das Gerät in der Abbildung 1 eine herkömmliche Kreiselpumpe. Die neuartige Zentrifugalpumpe dagegen hat neben dem Saugstutzen (7) und Druckstutzen (9) einer Kreiselpumpe auch noch einen Dampfstutzen (8).

Claims

1. Zur Dampfentnahme vorbereitete Zentrifugalpumpe, welche zur Beförderung von Flüssigkeiten benützt wird, wobei die beförderte Flüssigkeit teilweise verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Laufrad (1) der Zentrifugalpumpe in einem rohrförmig ausgebildeten Teil (3) durch eine \ffnung (8) aus der Mitte des im diesem Teil eingeschlossenen Raumes eine Dampfentnahme ermöglicht ist.

2. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit lokalen Unebenheiten zur Erhöhung der Turbulenz der Prozessflüssigkeit ausgestattet ist.

3. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit lokalen Unebenheiten zur Verbesserung der Dampfqualität geheizt ist.

4.

Verwendung der Zentrifugalpumpe nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3 zum Erzeugen von Dampf, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrifugalpumpe Prozessflüssigkeit zugeführt wird, diese Flüssigkeit beschleunigt und an einer durch Zentrifugalkraft ausgebildeten Fläche verdampft und getrennt wird und dass in der flüssigen Phase Druck aufgebaut wird. 1. Zur Dampfentnahme vorbereitete Zentrifugalpumpe, welche zur Beförderung von Flüssigkeiten benützt wird, wobei die beförderte Flüssigkeit teilweise verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Laufrad (1) der Zentrifugalpumpe in einem rohrförmig ausgebildeten Teil (3) durch eine \ffnung (8) aus der Mitte des im diesem Teil eingeschlossenen Raumes eine Dampfentnahme ermöglicht ist. 2. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit lokalen Unebenheiten zur Erhöhung der Turbulenz der Prozessflüssigkeit ausgestattet ist. 3. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit lokalen Unebenheiten zur Verbesserung der Dampfqualität geheizt ist. 4.

Verwendung der Zentrifugalpumpe nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3 zum Erzeugen von Dampf, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrifugalpumpe Prozessflüssigkeit zugeführt wird, diese Flüssigkeit beschleunigt und an einer durch Zentrifugalkraft ausgebildeten Fläche verdampft und getrennt wird und dass in der flüssigen Phase Druck aufgebaut wird.