DE19737186A1 - Gasabsaugpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, das Bestreben von Gasen, jeden ihnen gebotenen noch so großen Raum vollkommen auszufüllen, in den Absaugpumpen zu benutzen. Eine von solchen Vorrichtungen ist die Kolbenluftpumpe, bei der durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens einen sich erweiternden Hohlraum entsteht. Im Schülerduden Die Physik wird solche Kolbenluftpumpe beschrieben. Sie besteht aus einem Zylinder, in dem ein dicht schließender Kolben hin und her bewegt werden kann. Über einem Dreiwegehahn läßt sich der Innenraum des Zylinders wechselweise mit dem zu pumpenden Raum (dem sogenannten Rezipienten) und dem Außenraum verbinden. Verbindet man den Zylinder mit dem Rezipienten und zieht dann den Kolben nach rechts, also aus dem Zylinder heraus, so wird ein Teil der im Rezipienten befindlichen Luft in den Zylinderraum gesaugt. Darauf wird die Verbindung zum Rezipienten geschlossen und die Verbindung zum Außenraum geöffnet. Drückt man nun den Kolben nach links, also in den Zylinder hinein, so wird die angesaugte Luft in den Außenraum gedrückt. Dieser Vorgang wird mehrfach wiederholt.

Der Hin- und Hergang eines Kolbens verursacht eine stoßartige Arbeit des Kolbenluftpumpes. Außerdem ein Kolben und ein Zylinder brauchen bei der Fertigung eine präzise Bearbeitung und durch eine vorhandene zwischen ihnen bewegliche Dichtung sind der starken Abnutzung zu unterziehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die einen sich erweiternden Hohlraum zum Absaugen von Gasen zu erzeugen ermöglicht, ohne den hin und her bewegenden Kolben zu benutzen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.

Diese Vorrichtung hat keinen hin und her bewegenden Kolben und deswegen braucht keine präzise Bearbeitung des Zylinders, hat keine sich schnell abnutzenden Bestandteilen, ermöglicht zugleich mit absaugen ebenso entstauben von absaugenden Gasen, ermöglicht eine intensive Wärmeumtausch zwischen der benutzender als Arbeitsmittel Flüssigkeit und dem absaugenden Gas durch einem unmittelbaren Kontakt zwischen ihnen, geeignet auch zum intensiven Lösen von Gasen in der Flüssigkeit. Es ist weiterhin von Vorteil, die Flüssigkeit in der Vorrichtung unter höheren als von Außen Druck zu stellen, und durch diese Maßnahme einen höhere als von Außen Druck in einem aufpumpenden Behälter erzeugen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung mit unbeweglichen Bestandteilen.

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung mit den rotierenden Bestandteilen.

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung mit den rotierenden Bestandteilen und abgeschlossenem Innenraum.

In der Fig, 1 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks in einem abgeschlossenen Volumen gezeichnet. Sie besteht aus einem nachfüllenden Behälter 1, aus dem durch das Rohr 2 unter den Einfluß der äußeren Kraft F die Flüssigkeit nach Außen ausströmt. Im oberen Teil des Rohres 2 ist mit seinem unteren Teil einen Zylinder 3 angeordnet, der mit seinem oberen Teil mit dem zu pumpenden Raum sich verbinden läßt (die Befestigung von Zylinder ist nicht gezeichnet). Die fließende durch das Rohr 2 Stromröhre saugt das befindliche in dem Zylinder 3 Gas ab, und durch entstehenden infolgedessen in dem Hohlraum des Zylinders einen Unterdruck wird von dem zu pumpenden Raum nach den Zylinder 3 das Gas gesaugt. Abhängig von der Art der Flüssigkeit kann man verschiedene Kräfte benutzen: elektrische, magnetische, gravitationische. Der erreichbare Unterdruck, der auf diese Weise in einem an den Zylinder 3 angeschlossenen Gefäß erzeugt werden kann, wird von dem statischen Druck, bei dem eine Kavitation eintritt, begrenzt. Um die Eintritt der Kavitation zu vermeiden, ist in einer nicht dargestellten Ausführung der Behälter mit der Flüssigkeit und den Raum, in den die Flüssigkeit aus dem Rohr ausfließt, in ein von dem Außenraum abgeschlossenen Gehäuse angeordnet, in dem ein höheren, als von Außen Druck herrscht. Nach Außen von dieser Vorrichtung kommt das Gas durch den Auslaßventil, der öffnet sich, wenn einen bestimmten Druck im Gehäuse erzeugt wird.

In der Vorrichtung nach Fig. 2 als äußere Kraft wird eine Zentrifugalkraft benutzt, die bei der Rotation des Behälters 4 entsteht. Der Behälter 4 ist in Gestalt von eines Zylinders gebaut und rotiert sich um seine Achse. Die Zentrifugalkraft bringt die befindliche im Behälter 4 Flüssigkeit zum Ausströmen durch die eine Reihe von Röhren 5, die von Außen radial zum Behälter 4 befestigt sind. Der Zylinder 6, in dem Unterdruck erzeugt wird, ist von unten abgeschlossen und hat in seinem unteren Teil eine Reihe von der Röhren, die mit einer Seite an ihm radial angebracht sind und mit anderer Seite in die Röhre 5 angeordnet sind. Die Achse des Zylinders 6 vereinigt sich mit der Umdrehungsachse des Behälters 4. Der Zylinder 6 ist in den Behälter 4 fest eingebaut (die Befestigung ist nicht gezeichnet) und läßt sich mit dem oberen Teil mit dem zu pumpenden Raum verbinden. Die fließenden durch die Röhre 5 Stromröhren saugen aus dem Zylinder 6 das Gas ab, und nach dem Ausströmen aus den Röhren 5 schon als eine Mischung von Flüssigkeit und Gas münden in die unbewegliche Rohrleitung 7, die diese Mischung wieder in den Behälter 4 leitet. Hier wird Gas aus der Flüssigkeit, wegen ihre Verdichtung außerhalb des Flüssigkeitsspiegel hinausgedrängt und weiterhin wird nach Außen herausgemacht.

In der Vorrichtung nach Fig. 3 im Vergleich zur Vorrichtung nach Fig. 2 sind den Behälter 4 und die Rohrleitung 7 in ein abgeschlossenen Gehäuse 8 angeordnet, in dem dadurch einen höheren als von Außen Druck entstehen kann. Nach Außen kommt das Gas durch einen Auslaßventil 9 heraus, der nur bei der Erzeugung eines bestimmten Druck in diesem abgeschlossenen Gehäuse öffnet sich. Und wenn als ein Gas die heiße Verbrennungsgase benutzt werden, dann wird sich die Flüssigkeit verdampfen und im Gehäuse wird einen erhitzter und gespannter Dampf erzeugen. Dieser Dampf kann man in einer Dampfmaschine verbrauchen.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Bilden in einem Zylinder von einem sich erweiternden Hohlraum mit einem Unterdruck, in den ein Gas aus dem zu pumpenden Raum angesaugt und auch weiterhin in den Außenraum entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der sich erweiternden Hohlraum mit einem Unterdruck durch die Verkrümmung der Grenzfläche Flüssigkeit-Gas entsteht, welche sich in der Ebene der Austrittsöffnung des Zylinders 3 befindet, der mit seinem oberen Teil mit dem zu pumpenden Raum sich verbinden läßt, während seinen unteren Teil in eine Stromröhre angeordnet ist, die aus einem nachfüllenden Behälter 1 durch ein an beiden Seiten offenen Rohr 2 unter den Einfluß der auf jede Flüssigkeitsteilchen wirkenden äußeren Kraft F in die Wirkungsrichtung dieser Kraft ausströmt, und dabei der Behälter 1 so weit ist, daß die Geschwindigkeit im Flüssigkeitsspiegel annähernd Null setzen kann man, dabei die Stromröhre an der Eintrittsöffnung des Rohres 2 einen höheren Widerstand entgegen ihrer Bewegung als für jede beliebige Stelle des Rohres erfährt, wobei die Ebene der Austrittsöffnung des Zylinders 3 zur Wirkungsrichtung der äußeren Kraft F senkrecht ist, und teilt einen von Querschnitten der Stromröhre auf äußere und innere in der Beziehung zur Schnittlinie Teile, und dabei auf in äußeren Teil befindlichen Flüssigkeitsteilchen die äußere Kraft F und die dagegen ihr wirkende Anziehungskraft mit höher befindlichen Flüssigkeitsteilchen wirken- und dagegen, die im inneren Teil befindlichen Flüssigkeitsteilchen sich unterhalb der Wirkung nur äußerer Kraft F befinden, und mit dieser Kraft werden zur Beschleunigung gebracht und biegen die Grenzfläche Flüssigkeit-Gas durch, bildend eine Verkrümmung der Grenzfläche, aus deren weiterhin eine Blase gebildet wird, die mit der Stromröhre nach Außen entfernt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als äußere Kraft die bei der Rotation des Behälters 4 entstehende Zentrifugalkraft benutzt wird,wobei die kinetische Energie der ausfließenden Stromröhre mittels des unbeweglichen Leitungsrohr 7 zu die Einreichung der Flüssigkeit in den rotierenden Behälter 4 benutzt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum über der Flüssigkeit im Behälter, aus dem die Flüssigkeit ausfließt, und im Behälter, in den sie einfließt, von dem Außenraum abgeschlossen und miteinander verbunden sind und stehen unter dem Druck, der höher als äußere Druck ist, wobei die äußere Kraft genügend ist, um die benötige Krümmung der Grenzfläche zu bilden.