DE1703880B2

DE1703880B2 - Pulsating jet pump for pumping liquids

Info

Publication number: DE1703880B2
Application number: DE19681703880
Authority: DE
Inventors: Susanna M. Karpaceva
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-07-24
Filing date: 1968-07-24
Publication date: 1978-08-17
Also published as: DE1703880A1; DE1703880C3

Description

Die Erfindung betrifft eine pulsierende Strahlpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten mit einer mit einer Pulsationskammer verbundenen Düseneinrichtung, die eine mit einem Ansauge- und Austrittsstutzen für die zu fördernde Flüssigkeit versehene Druckkammer beaufschlagt. The invention relates to a pulsating jet pump for pumping liquids with a with a Nozzle device connected to the pulsation chamber, one with a suction and discharge nozzle for the to conveying liquid provided pressure chamber acted upon.

Gemäß der Erfindung gestaltete Vorrichtungen können beim Fördern toxischer Flüssigkeiten besonders dann mit Vorteil verwendet werden, wenn die Bedienung der Vorrichtung erschwert ist.Devices designed in accordance with the invention are particularly useful when conveying toxic liquids can then be used with advantage when the operation of the device is difficult.

Es sind Pumpen zum Fördern von Flüssigkeiten bekannt, bei welchen die durch einen Ansaugstutzen eintretende Flüssigkeit in die Druckkammer gefördert wird, indem die Flüssigkeit aus einer Düsenvorrichtung ausgestoßen wird und in einer Pulsationskammer, die mit der genannten Düsenvorrichtung in Verbindung steht, hin- und hergehende Bewegungen ausführt (pulsiert), (s. DE-AS 11 60 062). Diese bekannte Strahlpumpe, deren Injektor in die zu pumpende Flüssigkeit eintaucht, weist im wesentlichen den Aufbau einer normalen Wasserstrahlpumpe mit konzentrischer Treibdüse und einem Misch- und Druckraum auf, der einen Ansaugstutzen und einen Austrittsstutzen aufweist Strahlpumpen dieser Art sind jedoch aufgrund ihrer Treibdüsenausbildung nicht geeignet, eine große Durchsatzmenge zu verarbeiten. Außerdem weisen sie nur eine geringe Saugfähigkeit aufgrund der Ausbildung ihrer Treibstrahldüse auf, insbesondere da eine kontinuierliche Förderung bei der pulsierenden Arbeitsweise nicht erzielbar istPumps for pumping liquids are known in which the through a suction nozzle Entering liquid is conveyed into the pressure chamber by the liquid from a nozzle device is ejected and in a pulsation chamber, which is in communication with said nozzle device stands, performs back and forth movements (pulsates), (see DE-AS 11 60 062). This well-known jet pump, whose injector is immersed in the liquid to be pumped, essentially has the structure of a normal water jet pump with a concentric drive nozzle and a mixing and pressure chamber on the However, jet pumps of this type are due to an intake port and an outlet port their motive nozzle training not suitable to process a large throughput. They also show only a low absorbency due to the design of its propulsion jet nozzle, especially since a continuous one Promotion is not achievable in the pulsating mode of operation

Es ist auch eine Strahlpumpe bekannt (US-PS 31 88 976), die einen feststehenden Kranz von in tangentialer Richtung verlaufenden Düsen aufweist und bei der zwei koaxial ineinander angeordnete Rohrleitungen vorgesehen sind, wobei die anzusaugende Flüssigkeit durch eine innere Zuleitung zugeführt und in eine einem Venturirohr ähnliche Verengung eingeleitet wird, wobei einem dieses erste Rohr ummantelnden zweiten Rohr ein unter hohem Druck stehender Luftstrom zugeführt wird, der beim Austritt durch die tangential gerichteten Düsen den Strom in eine Drehbewegung versetzt.There is also a jet pump known (US-PS 31 88 976), which has a fixed ring of in having nozzles extending in the tangential direction and in the case of two coaxially arranged pipes one inside the other are provided, the liquid to be aspirated being supplied through an inner supply line and in a constriction similar to a Venturi tube is introduced, with one encasing this first tube A high pressure air stream is fed to the second tube, which when exiting through the tangentially directed nozzles set the flow in a rotary motion.

Hierbei ist die Austrittssteüe der einen Kranz bildenden Düsen in einem gewissen Abstand vom Zentrum angeordnet, wobei der das Zentrum bildende Innenraum durch führungsförmige Einbauten eingenommen ist und der Strom durch die Düsen in Richtung von innen nach außen in einem gewissen Abstand vom Zentrum austritt und im die Düsen umgebenden ringförmigen Raum eine drehende Bewegung bewirkt wird.Here the exit part is one of the wreaths forming nozzles at a certain distance from the center, with the forming the center Interior is occupied by guide-shaped fixtures and the flow through the nozzles in the direction emerges from the inside to the outside at a certain distance from the center and in the area surrounding the nozzles annular space causing a rotating movement.

Derartige bekannte Anordnungen weisen jedoch denHowever, such known arrangements have the

ίο Nachteil auf, daß dadurch, daß das Zentrum des Düsen ringes durch Einbauten eingenommen ist, eine sonst im Zentrum aufbaubare tiefe Vakuumwirkung nicht erzieibar ist, so daß die Ansaugwirkung nicht erhöht werden kann, so daß auch diese Strahlpumpeίο The disadvantage that the fact that the center of the Nozzle ring is occupied by internals, a deep vacuum effect that can otherwise be built up in the center is not achievable, so that the suction effect cannot be increased, so that this jet pump too

'S keine sehr hohe Durchsatzmenge zu fördern imstande istIt's not able to handle a very high throughput is

Auch ein Überleiten dieser bekannten Strahlpumpe in eine pulsierende Arbeitsweise würde lediglich zu einem schroffen Leistungsabfall führen, da hierdurch weder eine Steigerung der Ansaugleistung noch eine gleichmäßige Förderung erzielbar istA transition of this known jet pump to a pulsating mode of operation would only result in one lead to a sharp drop in performance, as this does not result in an increase in suction performance or a steady one Funding is achievable

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Strahlpumpen, die zum pulsierenden Betrieb eingesetzt werden, die Düseneinrichtung so zu gestalten, daß mit der Strahlpumpe eine große Durchsatzmenge bei hoher Saugfähigkeit erreicht werden kann.The invention is based on the object in jet pumps which are used for pulsating operation be to design the nozzle device so that with the jet pump a large throughput at high Absorbency can be achieved.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Düseneinrichtung aus einem auf dem Pulsationskammerboden angeordneten Düsenring besteht, der zu einer diesen Ring bildenden inneren Kreisfläche tangential verlaufende Durchtrittskanäle aufweist und daß der Düsenring an seiner der Pulsationskammer zugekehrten Flachseite einen die Düsenkanäle abschließenden Deckel aufweist, der den konzentrischen Innenraum des DüsenringesThe object is achieved in that the nozzle device consists of one on the pulsation chamber floor arranged nozzle ring exists, which extends tangentially to an inner circular surface forming this ring Has passage channels and that the nozzle ring on its flat side facing the pulsation chamber has a cover which closes off the nozzle channels and which covers the concentric interior of the nozzle ring

-5 verschließt und der innere Düsenringraum zum scheibenförmigen Mischraum offen ist, an den der zum Düsenring koaxial angeordnete Ansaugstutzen für die zu fördernde Flüssigkeit anschließt.-5 closes and the inner nozzle ring space is open to the disc-shaped mixing space to which the for Nozzle ring coaxially arranged suction nozzle for the liquid to be pumped connects.

Anmeldungsgemäß ergibt sich der Vorteil, daß durch die Eintrittsrichtung des Treibstrahles in Richtung von außen nach innen und in den Düsenring hinein der zentrale Innenraum des an die offene Flachseite des Düsenringes angrenzenden scheibenförmigen Mischraumes in diesem seinem freien Zentrum von jeglichen Einbauteilen freigehalten ist, wodurch im Zentrum die stärkste Unterdruckwirkung ermöglicht wird, wobei dadurch, daß der Düsenringraum mit seiner offenen Flachseite zentrisch dem Sauganschluß gegenüberliegend angeordnet ist, in jener Arbeitsphase, in welcherAccording to the application, there is the advantage that the direction of entry of the propulsion jet in the direction of outside to the inside and into the nozzle ring the central interior of the to the open flat side of the Nozzle ring adjacent disc-shaped mixing space in this its free center of any Built-in parts is kept free, whereby the strongest negative pressure effect is made possible in the center, wherein in that the nozzle annular space with its open flat side is centrally opposite the suction connection is arranged, in that work phase in which

so die Pulsationskammer mit der Atmosphäre verbunden wird, und eine gewisse weiter andauernde Saugwirkung durch die Schwungradwirkung der sich im äußeren Ringraum des scheibenförmigen Mischraumes drehenden Flüssigkeitsmasse aufrechterhalten wird, ein ungehindertes gleichzeitiges erneutes Füllen der Pulsationskammer in umgekehrter Strömungsrichtung durch den Düsenring ermöglicht wird, so daß sowohl durch den Aufbau des zusätzlichen Vakuums im Zentrum des Düsenringes als auch durch die Aufrechterhaltung einer schwungradähnlichen Umlaufbewegung des Stromes im scheibenförmigen Mischraum eine hohe Saugfähigkeit und eine große Durchsatzmenge gewährleistet wird.so the pulsation chamber is connected to the atmosphere and a certain sustained suction effect due to the flywheel effect in the outer Annular space of the disk-shaped mixing space rotating liquid mass is maintained, an unhindered simultaneous refilling of the pulsation chamber in the opposite direction of flow through the Nozzle ring is made possible, so that both by building up the additional vacuum in the center of the Nozzle ring as well as by maintaining a flywheel-like orbital movement of the flow in the disc-shaped mixing chamber a high absorbency and a large throughput is guaranteed.

Die erfindungsgemäße Pumpe besitzt somit einen höheren. Wirkungsgrad als bisher bekannte Pumpen,The pump according to the invention thus has a higher one. Efficiency than previously known pumps,

wodurch sich die Leistungsfähigkeit derselben um das 1,5- bis 2fache vergrößert. Dabei ist es nicht erforderlich, daß bei der Herstellung und Montage der einzelnen Teile der Pumpe eine sehr hohe Genauigkeit eingehal-whereby the performance of the same increases by 1.5 to 2 times. It is not necessary to that a very high level of accuracy is maintained in the manufacture and assembly of the individual parts of the pump.

ten wird.will.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown. It shows

F i g. 1 die erfindungsgemäße pulsierende Strahlpumpe im Längsschnitt;F i g. 1 the pulsating jet pump according to the invention in longitudinal section;

Fig.2 einen Schnitt nach der Linie II-II gemäß Fig. 1.2 shows a section along the line II-II according to Fig. 1.

Die pulsierende Strahlpumpe enthält eine Pulsationskammer 1 (Fig. 1), welche über einen inneren Düsenringraixn 2 einer Düseneinrichtung und einen scheibenförmigen Mischraum 3 mit einer Druckkammer 4 in Verbindung steht, ferner einen Abführungsdruckstutzen 5 und einen Ansaugstutzen 6.The pulsating jet pump contains a pulsation chamber 1 (Fig. 1), which has an inner nozzle ring rail 2 of a nozzle device and a disk-shaped mixing space 3 is in communication with a pressure chamber 4, furthermore a discharge pressure connection 5 and a suction port 6.

Der scheibenförmige Mischraum 2 der Düseneinrichtung der pulsierenden Strahlpumpe ist durch einen Düsenring 7 (F i g. 2) mit Düsen 8 gebildet, welche über den gesamten Umfang tangential zumindest zu einer mit dem Düsenring konzentrischen Kreisfläche »a« angeordnet sind Der Düsenring 7 weist an seiner der Pulsationskammer zugekehrten Flachseite einen die Düsenkanäle abschließenden Deckel 9 auf (Fig. 1), der den konzentrischen Innenraum des Düsenringes 8 verschließt, wobei der innere Düsenringraum 2 zum scheibenförmigen Mischraum 3 hin offen ist. Eine derartige Anordnung der Düsen gewährleistet eine drehende Bewegung der aus der Pulsationskammer 1 periodisch verdrängten Flüssigkeit 10 und das Auftreten von eine Schwungradwirkung bewirkenden Fliehkräften in diesem rotierenden Flüssigkeitsring sowie auch eine gleichmäßige Flüssigkeitsgeschwindigkeit über den ganzen Umfang des Düsenringes.The disk-shaped mixing chamber 2 of the nozzle device of the pulsating jet pump is formed by a nozzle ring 7 (FIG. 2) with nozzles 8, which are arranged over the entire circumference tangential to at least one circular area "a" concentric with the nozzle ring Its flat side facing the pulsation chamber has a cover 9 closing the nozzle channels (FIG. 1), which closes the concentric interior of the nozzle ring 8, the inner nozzle ring chamber 2 being open to the disk-shaped mixing chamber 3. Such an arrangement of the nozzles ensures a rotating movement of the liquid 10 periodically displaced from the pulsation chamber 1 and the occurrence of centrifugal forces causing a flywheel effect in this rotating liquid ring as well as a uniform liquid velocity over the entire circumference of the nozzle ring.

Die ringförmige Druckkammer 4 steht mit dem inneren Düsenringraum 2 der Düseneinrichtung in kommunizierender Verbindung, ist mit dem Düsenring 7 gleichachsig angeordnet und weist im Unterteil 11 einen scheibenförmigen Mischraum 3 auf, der unterhalb des Düsenringes 7 angebracht ist und dessen Durchmesser den Durchmesser dieses Düsenringes 8 übersteigt.The annular pressure chamber 4 is in contact with the inner nozzle annular space 2 of the nozzle device communicating connection, is arranged coaxially with the nozzle ring 7 and has a in the lower part 11 disc-shaped mixing space 3, which is attached below the nozzle ring 7 and its diameter the diameter of this nozzle ring 8 exceeds.

An der Peripherie des scheibenförmigen Mischraumes 3 ist der Abführungsstutzen 5 angeordnet und über den gesamten Umfang dieses scheibenförmigen Mischraumes 3 erstreckt sich ein ringförmiger Kanal. Diese Ausführung der ringförmigen Druckkammer 4 gewährleistet die Bewegung der Flüssigkeiten derselben, sowie auch über den scheibenförmigen Mischraum 3 vom Zentrum her zur Peripherie hin. Infolge der Bewegung der Flüssigkeit in der ringförmigen Druckkammer 4 entsteht längs der Achse des Düsenringes 7, mit welchem der Ansaugstutzen 6 gleichachsig angeordnet ist, ein Unterdruck, da durch die Eintrittsrichtung des Treibstrahles in Richtung von außen nach innen in den Düsenring hinein der zentrale Innenraum des an die offene Flachseite des Düsenringes angrenzenden scheibenförmigen Mischraumes in diesem seinem freien Zentrum von jeglichen Einbauten freigehalten ist, so daß im Zentrum die stärkste Unterdruckwirkung ermöglicht wird, durch die die Ansaugwirkung der zu fördernden Flüssigkeit aus dem Ansaugstutzen 6 verbessert wird, insbesondere, da der Düsenringraum mit seiner offenen Flachseite zentrisch dem Ansaugstutzen gegenüberliegend angeordnet ist, so daß in jeder Arbeitsphase, in welcher die Pulsationskammer mit der Atmosphäre verbunden wird und eine gewisse weiterandauernde Saugwirkung durch die Schwungradwirkung der sich im äußeren Ringraum des scheibenförmigen Mischraumes drehenden Flüssigkeitsmasse aufrechterhalten wird, ein ungehindertes gleichzeitiges erneutes Füllen der Pulsationskammer in umgekehrter Strömungsrichtung durch den Düsenring ermöglicht wird, wobei durch die Trägheit der sich schwungradartig bewegenden Flüssigkeit in der ringförmigen Druckkammer 4 der Wirkungsgrad der Pumpe bei pulsierender Art der Bewegungskraft gesteigert wird, da hierbei auchAt the periphery of the disk-shaped mixing space 3, the discharge nozzle 5 is arranged and above the entire circumference of this disk-shaped mixing space 3 extends an annular channel. These Execution of the annular pressure chamber 4 ensures the movement of the fluids of the same, as well also via the disk-shaped mixing space 3 from the center to the periphery. As a result of the movement the liquid in the annular pressure chamber 4 arises along the axis of the nozzle ring 7, with which the intake manifold 6 is arranged coaxially, a negative pressure, because by the entry direction of the Propulsion jet in the direction from the outside to the inside into the nozzle ring into the central interior of the to the open flat side of the nozzle ring adjoining disk-shaped mixing space in this its free The center is kept free from any built-in components, so that the strongest negative pressure effect is in the center is made possible by the suction effect of the liquid to be conveyed from the suction nozzle 6 is improved, especially since the nozzle ring space with its open flat side is centered on the intake port is arranged opposite, so that in each work phase in which the pulsation chamber with the Atmosphere is connected and a certain continuing suction effect through the flywheel effect the rotating liquid mass in the outer annular space of the disk-shaped mixing space is maintained an unimpeded simultaneous refilling of the pulsation chamber in reverse Direction of flow through the nozzle ring is made possible, whereby due to the inertia of the flywheel-like moving liquid in the annular pressure chamber 4, the efficiency of the pump when pulsating Kind of motive power is increased, because here too

to bei pulsierendem Rückwärtshub die Ansaugwirkung und somit die Förderwirkung nicht zum Erliegen kommt.to with a pulsating backward stroke the suction effect and thus the conveying effect do not come to a standstill comes.

Die für die Übergabe von Luftimpulsen auf die Flüssigkeit bestimmte Pulsationskammer 1 weist einen Rohrstutzen 12 zum Anschluß an den (in der Zeichnung nicht dargestellten) Pulsator auf. Die Pulsationskammer 1 ist in Form eines Zylinders ausgebildet, jedoch kann sie von beliebiger Querschnittsform sein; wichtig ist, daß ihre Achse 13 vertikal oder nahezu vertikal angeordnet ist.The pulsation chamber 1 intended for the transfer of air pulses to the liquid has a Pipe socket 12 for connection to the (not shown in the drawing) pulsator. The pulsation chamber 1 is in the form of a cylinder, but it can be of any cross-sectional shape; it's important, that its axis 13 is arranged vertically or almost vertically.

Die Anordnung der Düseneinrichtung und des scheibenförmigen Mischraumes 3 muß nicht zwingend horizontal sein, sie kann auch vertikal oder geneigt sein. In diesem Falle stehen die Düsen 8 mit der Pulsationskammer 1 unmittelbar oder über zusätzliche Hohlräume in Verbindung.The arrangement of the nozzle device and the disk-shaped mixing space 3 does not have to be mandatory be horizontal, it can also be vertical or inclined. In this case, the nozzles 8 are with the Pulsation chamber 1 connected directly or via additional cavities.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der pulsierenden Strahlpumpe erläutert:
Zuerst werden die gesamten Hohlräume der pulsierenden Strahlpumpe mit Flüssigkeit gefüllt. Danach wird der Pulsator eingeschaltet, welcher die Pulsationskammer 1 abwechselnd mit im Bereich von Überdruck und von Atmosphärendruck liegenden Drucken versieht, indem beispielsweise die Pulsationskammer 1 abwechselnd mit einer Preßluftquelle und mit der normalen Atmosphäre verbunden wird.The operation of the pulsating jet pump is explained below:
First, the entire cavities of the pulsating jet pump are filled with liquid. Then the pulsator is switched on, which provides the pulsation chamber 1 with alternating pressures in the range of overpressure and atmospheric pressure, for example by connecting the pulsation chamber 1 alternately to a compressed air source and to the normal atmosphere.

Bei Zufuhr von Überdruck (Preßluft) in die Pulsationskammer 1 sinkt in ihr der Pegel 16 der Flüssigkeit 10 und dadurch strömt die Flüssigkeit durch die Düsen 8 der Düseneinrichtung mit hoher Geschwindigkeit in den inneren Düsenringraum 2 ein. Durch die tangentiale Richtung der Düsen 8 erhält die Flüssigkeit im Inneren des Düsenringraumes 2 eine Umlaufbewegung und fließt in den scheibenförmigen Mischraum 3 aus (in der Zeichnung durch die beiden Pfeile dargestellt), und bewegt sich in ihm vom Zentrum her zur Peripherie unter der Einwirkung der auftretenden Fliehkräfte und gelangt dann in die ringförmige Druckkammer 4. Dabei bildet sich längs der Achse des Düsenringes 7 ein Unterdruck, wodurch die Flüssigkeit durch den Ansaugstutzen 6 in das Innere des scheibenförmigen Mischraumes 3 angesaugt wird. Dort vereinigt sich die angesaugte Flüssigkeit mit der in diesem Mischraum befindlichen und dort strömenden Flüssigkeit und gelangt mit ihr in die ringförmige Druckkammer 4 und von dort in den Austrittsstutzen 5.When overpressure (compressed air) is fed into the pulsation chamber 1, the level 16 of the liquid in it drops 10 and thereby the liquid flows through the nozzles 8 of the nozzle device at high speed into the inner nozzle annulus 2 a. Due to the tangential direction of the nozzles 8, the liquid gets inside of the nozzle ring space 2 and flows out into the disk-shaped mixing space 3 (in the Drawing represented by the two arrows), and moves in it from the center to the periphery under the action of the centrifugal forces that occur and then enters the annular pressure chamber 4. Thereby a negative pressure is formed along the axis of the nozzle ring 7, whereby the liquid flows through the suction nozzle 6 is sucked into the interior of the disc-shaped mixing space 3. There the unites sucked liquid with the liquid located in this mixing space and flowing there and With it reaches the annular pressure chamber 4 and from there into the outlet connection 5.

Beim nächsten Pulsationstakt wird die Pulsationskammer 1 mit der Atmosphäre verbunden. Dadurch gelangt Flüssigkeit durch den Ansaugstutzen 6 in die Pulsationskammer 1 und der Pegel 16 kehrt in seine Anfangsstellung zurück. Im Laufe dieses Taktes ist die Bewegung der Flüssigkeit in der angegebenen Richtung entsprechend der Trägheit allmählich nachlassend. Im weiteren wiederholt sich der Arbeitszyklus.During the next pulsation cycle, the pulsation chamber 1 is connected to the atmosphere. Through this liquid passes through the suction nozzle 6 into the pulsation chamber 1 and the level 16 returns to its Starting position back. During this cycle, the liquid moves in the specified direction gradually decreasing according to indolence. The work cycle is then repeated.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Pulsating jet pump for pumping liquids with a pulsation chamber connected nozzle device, the one with a suction and discharge nozzle for the to be conveyed A pressure chamber provided with a liquid is applied, characterized in that the nozzle device consists of a nozzle ring (8) arranged on the bottom of the pulsation chamber, the to one of this nozzle ring forming inner circular surface has tangentially extending passage channels and that the nozzle ring has a die on its flat side facing the pulsation chamber Has the nozzle channels closing cover (9), which the concentric interior of the nozzle ring (B) closes and the inner nozzle ring space (2) is open to the disk-shaped mixing space (3) that of the suction nozzle (6), which is arranged coaxially with the nozzle ring (8), for the liquid to be conveyed connects