DE2346286B2

DE2346286B2 - Vorrichtung zur Gasabscheidung

Info

Publication number: DE2346286B2
Application number: DE2346286A
Authority: DE
Inventors: Hans 5630 Remscheid Meier; Andreas 5600 Wuppertal Wille
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1973-09-14
Filing date: 1973-09-14
Publication date: 1978-03-23
Also published as: JPS5533365B2; NL173361B; GB1477900A; IT1021301B; ES429995A1; ATA713774A; NL7412179A; DE2346286C3; FR2244118A1; JPS5055970A; FR2244118B1; DE2346286A1; US3976452A; NL173361C; AT335122B; BE819907A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Gasabscheidung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Aus der DT-OS 19 37 119 ist eine Zentrifugalpumpe mit einer Gasabscheidevorrichiung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs bekanntgeworden. Hierbei erstreckt sich der Strömungsteiler nicht parallel, sondern senkrecht zur Achse der Einströmöffnung und enthält diese Öffnung auch nicht selbst, sie wird vielmehr durch die Zwischenräume zwischen Stegen gebildet, die den Strömungsteiler auf Abstand von der Mündung des Laufrades halten. Die Rotation der Flüssigkeit erfolgt um die Aci.se des Laufradeintritts, so daß ihre Achse mit der des Laufrades zusammenfällt. Ein vorhandenes Entlüftungsrohr erstreckt sich gegenüber dem Einlaß des Laufrades zunächst waagrecht, um dann nach oben abzubiegen.

Hieraus resultiert der Nachteil, daß im Eingangsraum des Laufrades sich ein großer Luftsack bilden wird, da das Entlüftungsrohr im Abstand von der höchsten Stelle des Gehäuses angeordnet ist. Weiterhin wird die erzieibarc Abscheidewirkung mangelhaft sein, da bei waagerecht ausgebildeter Rotation die zu entlüftenden Gasblasen durch den Rotationsmanlei der Flüssigkeit hindurch an die höchste Stelle der Beruhigungskammer gelangen müssen, was ab einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit unmöglich ist, da dann die Auswirkung der Fliehkraft größer als die Auftriebskräfte der Gasblasen sind.

Aus der DT-OS 16 53 725 ist weiterhin eine Umwälzpumpe für Heizungsanlagen bekanntgeworden, die mit einer Vorrichtung /ur Gasabscheidung versehen ist, die aber keinen Strömungsteiler aufweist und in der auch nicht für die zu entlüftende Flüssigkeit eine Rotation zur Ermöglichung der Abscheidung ausgebildet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache betriebssichere, einer Pumpe direkt vorschaltbare Gasabscheidevorrichtung zu schaffen, bei der unabhängig von den Rückwirkungen einer Pumpe eine Rotation der zu entgasenden Flüssigkeit ausgebildet wird, deren Achse im wesentlichen mit der Verbindungslinie zwischen Einströmöffnung für die zu entgasende Flüssigkeit und aufgesetztem Entlüfter fluchtet.

Diese Aufgabe wird bei einer Gasabscheidevorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung erhält man eine einfache, von der Pumpe unabhängige Kreiselbewegung der Flüssigkeit mit nahezu senkrechter Achse, bei der die Gasblasen direkt und unmittelbar das Zentrum des Kreisels nach oben verlassen können, um zum Entlüfter /u gelangen. Der Auftrieb der Gasblasen reicht auch unter der Druckverdünnung im Kreiselzentrum aus, die Flüssigkeit und damit das Gehäuse zu verlassen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sowie vorteilhafte Weiterbildungen sind aus den Unteransprüchen ersichtlich. In der nachfolgenden Beschreibung sowie den F i g. 1 bis 6 der Zeichnungen ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es s zeigt

Fig. 1 eine Gasabscheidevorrichtung im Vorraum einer Pumpe im Querschnitt,

F i g. 2 eine Variante der Ausführung der Gasabscheidevorrichtung gleichfalls im Querschnitt, to

F i g. 3 eiüi; weitere Variante,

F i g. 4 noch eine Ausführungsmöglichkeit der Gasabscheidevorrichtung im Querschnitt,

Fig.5 eine Einzelheit gemäß dem Schnitt 5-5 in F ig. 4,

Fig.6 eine weitere Ausführungsform der Gasabscheidevorrichtung im Querschnitt.

In allen sechs Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheilen.

Die Gasabscheidevorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einem Gehäuse 1, das eingangsseitig einer Pumpe 2 vorgesehen ist. Die Pumpe gehört zu einem Zentralheizungskreis, dessen weitere Teile nicht dargestellt sind. Dem Gehäuse 1 wird Wasser über ein Zuflußrohr 3, dessen letzter Teil sich bei 4 erweitert, senkrecht 2^r> zugeführt. Am oberen Ende des Gehäuses 1 der Pumpe 2 ist eine Auslaßöffnung 5 vorgesehen. Während das Zufuhrrohr i senkrecht steht, ist eine Abströmöffnung 6 waagerecht angeordnet, so daß sich eine Umlenkstelle 7 in eine andere Ebene im Gehäuse 1 ergibt. jo

Im Inncnrauni 9 des aus Grauguß gefertigten Gasabscheiders sind zwei Strömungsteiler 10 und 11 vorgesehen, die die Abströmöffnung 6 umgeben. Die Strömungsteiler 10 und Il schließen am oberen Ende zwei relativ schmale öffnungen 12 und am unteren Ende J5 eine dagegen relativ breite Öffnung 1 i zwischen sich ein.

Für den Fall, daß die Pumpe 2 nicht unmittelbar an das Gehäuse 1 angeschlossen ist, kann die Abströmöffnung 6 auch ein Abflußrohr darstellen. In dem Fall der weiter fortliegenden Pumpe ist nur zu beachten, daß die Pumpe nicht höher angeordnet ist als die Abströmöffnung 6. Zwischen der öffnung 13 und einer Einlaßöffnung 14 ist ein Abweiser 15 vorgesehen, der den Wasserstrom aus dem Zulaufrohr 3 in gleiche Teile entsprechend der Pfeile 16 aufteilt. An den Enden 17 des Abweisers 15 wird der Wasserstrom gemäß den Pfeilen 18 abgelenkt. Zwischen einer Außenseite 19 des Strömungsteilers 10 und einer Innenseite 20 des Gehäuses 1, bzw. zwischen der Außenseite 19 des Strömungsteilers 11 und der Innenseite 20 des Gehäuses 1 bilden sich Beruhigungskammern 21, in denen sich eine um eine Achse 22 bildende Rotation 23 ausbildet. Ein dem Gehäuse 1 zugehöriger Vorsprung 24 dient der Begrenzung des durch Sogwirkung entstehenden, sich radial um das « Ablaufrohr drehenden Wirbels. Die gleiche Aufgabe hat auch ein weiterer Vorsprung 25, der senkrecht auf die Mittellinie 26 der Abströmöffnung 6 weist.

Am oberen Ende 27 ist ein Gewindestutzen 28 für einen nicht dargestellten Entlüfter vorgesehen. w>

Wie man aus den Querschnittsverhältnissen erkennt, ist der freie Durchlaßquerschnitt zwischen den Außenseiten 19 der Strömungsteiler 10 und 11 und den Innenseiten 20 des Gehäuses 1 größer als der freie Querschnitt zwischen der Innenseite 29 des Abweisers ι,ί 15 und der Außenseite 19. Damit wird der Wasserstrom in ungleiche Strömungsteile aufgeteilt, so daß den BeruhiKungskammern der kleinere Anteil des einfließenden Wasserstromes, jedoch der größere Gasanleil, zugeordnet wird.

Da die Strömungsteiler 10 und 11 mit öffnungen 12 versehen sind, die gemäß Fig. 5 alternativ ungeordnet sein können, wird der Wasserstrorn in den Beruhigungskammern an einer Seite angeschnitten, so daß sich die bereits erwähnten Rotationen des Wassers in den Beruhigungskammern einstellen. Als Folge dieser Rotation wird das spezifisch leichtere Gas b/w. die spezifisch leichtere L.uft in die Mitte der Beruhigungskammern abgedrängt und kann längs der Rotationsachse in Richtung auf den aufgesetzten Entlüfter abströmen. Bei stehender Pumpe kann die in der Pumpe bzw. in der Abströmöffnung 6 befindliche Luft durch die oberen öffnungen 12 aus beiden Teilen ungehindert abströmen. Wie man auch erkennt, sind die Öffnungen 12 oberhalb der Mittellinie 26 der Abslrömöffnung 6 angeordnet. Hierdurch wird eine Entlüftung der Abströmöffnung 6 erreicht.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 ist nur ein Strömungsteiler 10 vorgesehen, der die Abströrr.öffnungen 6 und 26 sehnenartig mit seinem Teil 30 überstreckt. Ein unterer Teil 31 ist mit einer Spitze 32 versehen, die das zuströmende Wasser in zwei verschieden große Ströme teilt, wobei der größere Wasserstrom 34 der Abströmöffnung 26 und der kleinere Wasserstrom 33 der Beriihigungskamnier 21 zugeordnet ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel tritt in der Beruhigungskainmer 21 eine Rotation auf, die bewirkt, daß sich an der Rotationsachse die Gasblasen zu größeren vereinigen, die ungehindert zum oberen Gewintlesluty.cn 28 aufsteigen können. Auch hier ist gewährleistet, daß durch eine Teilöffnung 35 der Abströmöffnung 6 das Abflußrohr bzw. eine etwa dahinter geschaltete Pumpe entlüftet werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist der Strömungsteiler 10 als ein mit einem Zentriwinkel von etwa 270° das Abströmrohr 6 umfassender Zylinder ausgebildet, der über den Vorsprung 24, der die Öffnung 12 aufweist, mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Über die Umlenkstelle 7 steht das Zuflußrohr 3 mit der Abströmöffnung 6 in Verbindung. Aus der Abströmöffnung 6 kann bei stehender Pumpe Luft unterhalt) einer Kante 40 des Strömungsteilers 10 durch die öffnung 12 in den oberen Teil der Beruhigungskammer 21 entweichen. Auch hier findet im Bereich einer Einlaßöffnung 41 eine Stromaufteilung gemäß den Pfeilen 18 statt, wobei der größere .Stromanteil in Richtung auf die Beruhigungyk^mmer abströmt, und dort die bereits erwähnte Rotationsbewegung 23 ausführt. Es muß erwähnt werden, daß im Bereich der Beruhigungskammer 21 aufgrund der immer weiter erfolgenden Querschnittsvergrößerung eine erhebliche Verlangsamung der Wasserströmung eintritt, so daß sich besonders leicht Gasblasen hier abscheiden können. Andererseits gibt es dort keine Querschnittsverengung oder Störstellen, die sich zusetzen können oder zu Strömungsgeräuschen Anlaß geben.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 verläuft der Strömungsteiler 10 nach Umfassung eines Zentriwinkels von etwa 90° als Wandung der Abströmöffnung 6 tangential in einem Bereich 51 in Richtung auf die Einlaßöffnung 41 oberhalb des Zuflußrohres 3. Die Kante 40 des Strömungsteilers 10 sorgt für die bereits erwähnte Stromaufteilung gemäß den Pfeilen 18. Auch hier ist der Wasserstrom in die Beruhigiingskaininer 21 wesentlich kleiner als der Wasserstromteil in Richtung auf die Umlenkstelle 7.

Gemäß Fig. 5 kann die öffnung 12, vergl. neben F i g. 1 auch die F i g. 3, 4 und 6, in der Nähe des Bodens 52 oder des Deckels 53 der Gasabscheidevorrichtung angeordnet sein. Es ist aber jeweils nur eine öffnung 12 vorhanden, die entweder oberhalb oder unterhalb einer Mittelebene 54 angeordnet ist. Alle Darstellungen gemäß den F i g. I bis 4 und F i g. 6 sind so zu verstehen, daß der Gehäusedeckel 52 abgenommen ist.

In der Ausführungsvariante gemäß Fig.6 ist der Strömungsteiler 10 so ausgebildet, daß er nur bei einer Stelle 60 als Tangente die Abströmöffnung 6 berührt Durch die Öffnung 12 ist wieder die bekannte F.ntlüftungsmöglichkcit für den Innenraum der Ab Strömöffnung 6 gegeben. Eine Unterkante 61 dei Öffnung 12 ist mindestens auf gleicher Höhe wie eint Oberkante 62 der Abströmöffnung 6. Während dei größere Wasserstrom zur Abströmöffnung 6 mit relativ kleinem Gasgehalt gelangt, kommt der kleinere Wasserstrom in die Beruhigungskammer 21 und setz

»o dort den größeren Gasanteil frei.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Gasabscheidung aus einer durch ein Gehäuse über ein Zu- und ein dazu im wesentlichen senkrecht stehendes Ablaufrohr gelei- s teten Flüssigkeit, wobei sich der Querschnitt für den Flüssigkeitsstrom im Gehäuse erweitert und vor der Umlenkstelle im Gehäuse ein den Flüssigkeitsstrom in Richtung Abströmöffnung in Richtung einer sich in Fortsetzung des aufsteigenden Zuflußrohres erstreckenden Beruhigungskammer in einem ungleichen Verhältnis zugunsten der Abslrömöffnung teilender Strömungsteiler sowie eine oberhalb der Abslrömöffnung befindliche, mit ihr in Verbindung stehende Öffnung vorgesehen ist, wobei in der as Flüssigkeit eine Rotation erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Strömungsteiler (10, 11) parallel zur Achse der Abströmöffnung (6) erstreckt und die Öffnung (12) trägt, die im Abstand zu der das Ablaufrohr schneidenden Mittelebene M (54) der ßeruhigungskammer (2t) und oberhalb der Mittellinie (26) des Ablaufrohres liegt, so daß sich in der Beruhigungskammer (21) eine Rotation (23) mit aufsteigender, auf einem am oberen Klammerende aufgesetzten Entlüfter gerichteter Achse (22) ausbildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (22) parallel zur Achse (63) des Gewindestutzens (28) für den Entlüfter angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Miltclebene (54) quer zur Abströmöffnung (6) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einen! der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler J5 (10) nach Art einer Sehne (30) über den Abströmöffnungsquerschnitt (6) ragt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler (10) eine angesetzte keilartige Spitze (32) aufweist.

b. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler (10, 11) das Abströmöffnung (6) umfaßt, wobei oben und unten Öffnungen (12.13) vorhanden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Strömungsteiler (10, 11) ein im Zuge der Mittellängsebene des Zuflußrohres (3) symmetrischer Abweiser (15) vorgeschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch I oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abweiser (15) die Erweiterung (4) des Zuflußrohres (3) überdeckt.

9. Vorrichtung nach Anspruch I und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Öffnungen (12) kleiner gehalten sind als die untere Öffnung (13).

10. Vorrichtung nach Anspruch I oder 6 bis 9, gekennzeichnet durch radial zur Abströniöffnung (6) stehende Stege (24, 25) an der Gehäuseinnenwand (20).

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler (10) mit t>o der Gehäuseoberseite (64) über einen Steg (65) verbunden ist, der die Öffnung (12) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (65) tangential zum Strömungsteiler(lO) weist. im

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante (61) der Öffnung (12) mit der Oberkante (62) der Abströmöffnung (6) fluchtet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler (10) sich tangential von der Abströniöffnung (6) teilweise über die Erweiterung (4) des Zuflußrohres (3) erstreckt.