DE10016924A1

DE10016924A1 - Jet pump has two fluid feeds to be mixed for delivery where the jet tube has an axial adjustment against the mixer tube which can be set and varied while the pump is operating

Info

Publication number: DE10016924A1
Application number: DE2000116924
Authority: DE
Inventors: Rolf Hartmann; Martin Nuber
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2000-04-05
Filing date: 2000-04-05
Publication date: 2001-07-12

Abstract

The jet pump, to mix and impel at least two fluids (F1,F2), has a jet tube (2) which has an axial adjustment against the mixer tube (3). The axial setting of the jet tube (2) can be adjusted while the pump is operating. The adjustment range of the jet tube (2) is set so that the smallest cross section of the mixer tube (3) can open upstream and downstream. The tangential inlet tube (1) is at an angle to the center line (5) of the pump which is <= 90 deg or <= 60 deg and is \-20 deg . The inlet tube (1) is connected to the pump housing at a tangent, with a spiral coil connection. The inner dia. (a) of the inlet tube (1) is 20-200 mm, and the inner dia. (b) of the jet tube (2) is 10-200 mm at its opening, and the inner dia. (c) of the mixer tube (3) at its narrowest point is 20-400 mm. The inner dia. of the mixer tube (3) increases gradually downstream from its narrowest point, along a tube length (d) of 50-3000 mm.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 4.The invention relates to a jet pump according to the preamble of the claim 1 or 4.

Bekanntlich entwickeln Strahlpumpen ihre Pumpwirkung durch Zusammenführen zweier Fluide. Da Strahlpumpen keinen eigenen mechanischen Antrieb aufweisen, muss die erforderliche Energie aus den zugeführten Fluiden stammen. Üblicherweise wird das eine Fluid mit hoher Geschwindigkeit und/oder unter hohem Druck durch den axialen Einlauf in das Pumpengehäuse eingeführt, so dass es das zweite Fluid mitreisst. Die meisten Strahlpumpen sind relativ klein und werden insbesondere wegen ihres einfachen Aufbaues im Laborbetrieb benutzt. Die bekannten Strahlpumpen haben aber keinen guten Wirkungsgrad, was - besonders wenn sie im produktionstechnischen Bereich zu Förderzwecken und zur Druckerhöhung eingesetzt werden sollen - ein großer Nachteil ist.Jet pumps are known to develop their pumping action by merging two fluids. Since jet pumps do not have their own mechanical drive, must the required energy comes from the supplied fluids. Usually it will a fluid at high speed and / or under high pressure through the axial Inlet introduced into the pump housing so that it entrains the second fluid. The Most jet pumps are relatively small and are used mainly because of their simple structure used in laboratory operation. The well-known jet pumps have not a good degree of efficiency, which - especially when it comes to production technology Area to be used for promotional purposes and to increase pressure - a big disadvantage is.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die bekannten Strahlpumpen so zu verändern, dass sie mit einem besseren Wirkungsgrad betrieben werden können.The invention is therefore based on the object of knowing the known jet pumps change that they can be operated with a better efficiency.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4 erfüllt. Die Unteransprüche geben vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Strahlpumpe an, insbesondere unter Kombination der in den Ansprüchen 1 und 4 beschriebenen Lösungen. Der Anspruch 14 beschreibt eine besonders vorteilhafte Verwendung einer erfindungsgemäß gestalteten Strahlpumpe.This object is achieved by the features of claims 1 and 4. The Subclaims give advantageous further refinements of the invention Jet pump, in particular in combination with that in claims 1 and 4 described solutions. Claim 14 describes a particularly advantageous Use of a jet pump designed according to the invention.

Der Erfindungsgegenstand und seine Vorteile werden beschrieben an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen: The subject of the invention and its advantages are described with reference to Drawings. Show:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Strahlpumpe im Schnitt; Figure 1 shows a jet pump according to the invention in section.

Fig. 2 eine Variante der erfindungsgemäßen Strahlpumpe im Schnitt; Figure 2 shows a variant of the jet pump according to the invention in section.

Fig. 3 die Aufsicht auf die Strahlpumpe gemäß Fig. 2; FIG. 3 shows the top view of the jet pump according to FIG. 2;

Fig. 4 + 5 je eine weitere erfindungsgemäße Strahlpumpe. Fig. 4 + 5 one further jet pump according to the invention.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Strahlpumpe. Eine solche Pumpe wird betrieben, indem das Fluid F1, z. B. eine Papierfaserstoffsuspension, durch ein Einlaufrohr 1 und das Fluid F2 durch ein Düsenrohr 2 in das Gehäuse der Pumpe gelangen und zusammengeführt werden. Das Düsenrohr 2 muss nicht unbedingt als "Düse" ausgeführt sein; es hat lediglich die Aufgabe, das Fluid F2 mit relativ hoher axialer Geschwindigkeit in den zentralen Bereich der Strahlpumpe zu führen. Die beiden Fluide werden vermischt und als Mischfluid F3 aus dem sich stromabwärts anschließenden Mischrohr 3 abgeführt. Das Fluid F2 dient als Treibstrahl, der das seitlich einströmende Fluid F1 kräftig beschleunigt. Das Mischrohr 3 hat an seiner engsten Stelle den Innendurchmesser c, der sich üblicherweise anschließend in Strömungsrichtung über eine Länge d allmählich erweitert. Dadurch kann ein Teil der kinetischen Energie wieder in Druckenergie umgewandelt werden. Da die Menge des ausströmenden Mischfluids F3 größer ist als die des einströmenden Fluids F1, wird in der Regel auch der Auslaufdurchmesser c' der Strahlpumpe größer sein als der Innendurchmesser a des Einlaufrohres 1. Der Innendurchmesser b des Düsenrohres 2 ist kleiner als der Innendurchmesser a des Einlaufrohres 1. Fig. 1 shows a section through a jet pump. Such a pump is operated by the fluid F1, e.g. B. a paper pulp suspension through an inlet pipe 1 and the fluid F2 through a nozzle pipe 2 in the housing of the pump and brought together. The nozzle tube 2 does not necessarily have to be designed as a "nozzle"; it merely has the task of leading the fluid F2 into the central region of the jet pump at a relatively high axial speed. The two fluids are mixed and discharged as mixing fluid F3 from the downstream mixing tube 3 . The fluid F2 serves as a propellant jet, which accelerates the fluid F1 flowing in laterally. The mixing tube 3 has the inner diameter c at its narrowest point, which usually subsequently gradually widens in the direction of flow over a length d. This means that part of the kinetic energy can be converted back into pressure energy. Since the amount of the outflowing mixed fluid F3 is larger than that of the inflowing fluid F1, the outlet diameter c 'of the jet pump will generally also be larger than the inside diameter a of the inlet pipe 1 . The inside diameter b of the nozzle pipe 2 is smaller than the inside diameter a of the inlet pipe 1 .

Lediglich angedeutet, da maschinentechnisch ohne weiteres realisierbar, ist die Verstelleinrichtung 4, die dafür sorgt, dass das Düsenrohr 2 in axialer Richtung verstellt werden kann. Durch die Axialverstellung lässt sich nicht nur die Position der Mündung des Düsenrohres 2 verändern, sondern auch das Verhältnis der Strömungsquerschnitte von der Mündung (Innendurchmesser b) und dem die Mündung umgebenden Ringquerschnitt 6 an dieser Stelle. Eine solche Verstellmöglichkeit bringt bei dem Betrieb dieser Strahlpumpe Vorteile. So ist es nämlich möglich, die Strömungsverhältnisse im Mischbereich optimal auf die vorhandenen Bedingungen und auf den gewünschten Effekt abzustimmen. Oft wird eine solche Pumpe nämlich dort eingesetzt, wo die Mengenströme der Fluide zeitlich nicht konstant sind. Wird die Pumpe z. B. benutzt, um in der Papierindustrie eine Papierfasersuspension unter Druckzunahme zu fördern, so muss damit gerechnet werden, dass sowohl die Zähigkeit der Suspension, als auch ihre Menge Schwankungen unterworfen sind. Auf solche Veränderungen kann durch axiales Nachstellen des Düsenrohres 2 reagiert werden. Dabei ist der Aufwand im Verhältnis zum Nutzen dieser Maßnahme gering. Die Nachstellung kann manuell oder motorisch erfolgen und eventuell von einer Regeleinrichtung gesteuert werden.The adjustment device 4 , which ensures that the nozzle tube 2 can be adjusted in the axial direction, is merely indicated, since it can be easily implemented by machine technology. The axial adjustment not only allows the position of the mouth of the nozzle tube 2 to be changed, but also the ratio of the flow cross sections from the mouth (inner diameter b) and the ring cross section 6 surrounding the mouth at this point. Such an adjustment option has advantages in the operation of this jet pump. It is therefore possible to optimally match the flow conditions in the mixing area to the existing conditions and the desired effect. Such a pump is often used where the volume flows of the fluids are not constant over time. If the pump z. B. used to promote a paper fiber suspension under pressure in the paper industry, it must be expected that both the toughness of the suspension and its amount are subject to fluctuations. Such changes can be reacted to by adjusting the nozzle tube 2 axially. The effort in relation to the benefit of this measure is low. The adjustment can be done manually or by motor and possibly controlled by a control device.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Strahlpumpe steht das Einlaufrohr 1 zur Mittellinie 5 der Strahlpumpe in einem Winkel α, der von 90° abweicht. Dadurch erhält das einlaufende Fluid F1 eine axiale Strömungskomponente, die beim Druckaufbau in der Strahlpumpe von Vorteil ist.In the jet pump shown in FIG. 2, the inlet pipe 1 is at an angle α to the center line 5 of the jet pump, which angle deviates from 90 °. As a result, the incoming fluid F1 receives an axial flow component, which is advantageous when the pressure in the jet pump builds up.

Fig. 3 zeigt die Pumpe der Fig. 2 in Aufsicht, d. h. in Richtung der Achse gesehen. Die Zeichnung verdeutlicht, dass das Einlaufrohr 1 tangential angeordnet ist. Bei dieser Strahlpumpe entsteht durch die Einströmung des Fluids F1 sowohl ein Drall als auch eine Axialkomponente. Dadurch werden die Vermischung der beiden Fluide und der Druckaufbau gefördert. Der tangentiale Einlauf ist mit Vorteil als Wendel ausgestaltet, der z. B. über einen Umfangswinkel von 90° läuft. Fig. 3 shows the pump of Fig. 2 in supervision, that is seen in the direction of the axis. The drawing shows that the inlet pipe 1 is arranged tangentially. In this jet pump, the inflow of the fluid F1 creates both a swirl and an axial component. This promotes the mixing of the two fluids and the build-up of pressure. The tangential inlet is advantageously designed as a spiral, the z. B. runs over a circumferential angle of 90 °.

In der Fig. 4 ist eine weitere Strahlpumpe mit der Kombination der bereits beschriebenen Merkmale dargestellt. Die gezeigte Strahlpumpe ist sowohl mit einer Verstelleinrichtung 4 zur Axialverstellung des Düsenrohres 2 ausgestattet, als auch mit einem schräg von oben angesetzten Einlaufrohr 1 für das Fluid F1. Das Einlaufrohr 1 ist außerdem tangential am Pumpengehäuse angeordnet.In FIG. 4, a further jet pump is shown with the combination of the features already described. The jet pump shown is equipped both with an adjusting device 4 for the axial adjustment of the nozzle tube 2 , and also with an inlet tube 1 for the fluid F1 which is attached obliquely from above. The inlet pipe 1 is also arranged tangentially on the pump housing.

Die in Fig. 5 dargestellte Strahlpumpe hat ein gebogenes durch die Seitenwand eingeführtes Düsenrohr 2, welches sich durch die Verstelleinrichtung 4 von außen axial verschieben lässt. In dem Verschiebespalt ist eine elastische Dichtung 7 vorgesehen. Das Fluid F1 kann bei einer solchen Konstruktion axial zugeführt werden, wird also - bis auf die Umströmung des Düsenrohres 2 - nur wenig umgelenkt.The jet pump shown in FIG. 5 has a curved nozzle tube 2 inserted through the side wall, which can be axially displaced from the outside by the adjusting device 4 . An elastic seal 7 is provided in the sliding gap. With such a construction, the fluid F1 can be supplied axially, ie it is deflected only a little - apart from the flow around the nozzle tube 2 .

Claims

1. jet pump for mixing and delivering at least two fluids, at least one of which is a liquid, with an inlet pipe ( 1 ) for the first fluid (F1), a nozzle pipe ( 2 ) for the axial introduction of the second fluid (F2) and a mixing tube ( 3 ) which is arranged downstream of the inlet tube ( 1 ), characterized in that the nozzle tube ( 2 ) is axially adjustable relative to the mixing tube ( 3 ).

2. Jet pump according to claim 1, characterized in that the adjustment of the nozzle tube ( 2 ) is also possible during the operation of the jet pump.

3. jet pump according to claim 1 or 2, characterized in that the adjustment range of the nozzle tube ( 2 ) is designed so that it can open both upstream and downstream of the smallest cross section of the mixing tube ( 3 ).

4. jet pump for mixing and delivering at least two fluids, at least one of which is a liquid, with a tangential inlet pipe ( 1 ) for the first fluid (F1), an axial nozzle pipe ( 2 ) for the second fluid (F2) and one Mixing tube ( 3 ), which is arranged downstream of the tangential inlet pipe ( 1 ), characterized in that the tangential inlet pipe ( 1 ) to the center line ( 5 ) of the jet pump is arranged at an angle (α) that is less than 90 °.

5. jet pump according to claim 4, characterized, that the angle (α) is less than 60 °.

6. jet pump according to claim 4 or 5, characterized, that the angle (α) is greater than 20 °.

7. Jet pump according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet pipe ( 1 ) is connected tangentially to the housing of the jet pump.

8. jet pump according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet pipe ( 1 ) is connected by a coil to the housing of the jet pump.

9. jet pump according to one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter (a) of the inlet pipe ( 1 ) is between 20 and 200 mm.

10. Jet pump according to one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter (b) of the nozzle tube ( 2 ) at its mouth is between 10 and 200 mm.

11. Jet pump according to one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter (c) of the mixing tube ( 3 ) at its narrowest point is between 20 and 400 mm.

12. Jet pump according to one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter of the mixing tube ( 3 ), starting from its narrowest point, gradually widens downstream.

13. jet pump according to claim 12, characterized in that the expansion of the inner diameter of the mixing tube ( 3 ) over a length (d) between 50 and 3000 mm.

14. Use of a jet pump to increase the pressure of a paper fiber suspension with simultaneous mixing with a dilution liquid, the paper fiber suspension using a through the dilution liquid fed propellant jet is promoted, characterized, that the jet pump is designed according to one of the preceding claims, wherein the first fluid (F1) is the paper fiber suspension and the second fluid (F2) the dilution liquid and that of the fluid (F1) a volume throughput of at least 2000 l / min is enforced by the jet pump.

15. Use according to claim 14, characterized, that the paper fiber suspension before the jet pump has a solids content of has at least 3%.