DE2451110C2

DE2451110C2 - Vorrichtung zum Fördern und Verdichten von Gas

Info

Publication number: DE2451110C2
Application number: DE2451110A
Authority: DE
Inventors: Risto Dipl.-Ing. Luoma Saari
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-10-29
Filing date: 1974-10-28
Publication date: 1985-11-21
Also published as: FR2323905A1; DE2451110A1; FI50208C; NL177387C; ES431426A1; GB1480428A; SU940632A3; AT334505B; NL7413800A; US4002440A; CA1033332A; SE407610B; SE7413595L; JPS5074220A; FI334773A; FR2323905B1; IT1025254B; FI50208B; ATA859674A; JPS5831480B2

Description

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blasen in dem unter höherem Druck bestehenden Behäl- Von diesem Zwischendruck weiden die Gase weiter

ter abgeschieden haben, wird die Flüssigkeit abermals auf den Druck Ps mittels einer zweiten Strahlpumpe 23 auf niedrigen Druck hochgehoben und mit Hilfe der gepumpt, der eine zweite Druckflüssigkeitspumpe 22 Flüssigkeit im Heber eine weitere Gasmenge gepumpt Flüssigkeit aus einein Behälter 21 zuführt und der Gase

Wenn sich das Gasvolumen mit zunehmendem Druck 5 aus dem Flüssigkeitstank 11 über ein weiteres Ansaugverringert, nimmt auch der Gasmengenstrom zu, den rohr 24 zuströmen. Die in der zweiten Strahlpumpe 23 die Flüssigkeit mit sich zu führen vermag. Falls bei- in Blasenform der Flüssigkeit beigemischten Gase ströspielsweise zuerst in der beschriebenen Weise Gas auf men in einer der zweiten Strahlpumpe 23 nachgeschaleinen dem ursprünglichen Druck gegenüber etwas hö- teten Flüssigkeitssäule 25 zum Flüssigkeitsbehälter 21, heren Druck gepumpt wird, kann man es folglich mi* der io wo die Blasen an die Oberfläche steigen. Insgesamt wird gleichen Füssigkeitsmenge in einer Stufe von diesem hierdurch Gas vom Druck P\ auf den Druck Pi gepumpt Druck weiter bis auf den endgültigen Druck pumpen. Das Pumpen von Gas vom Druck Pi auf den Druck Pi

Der Druck in der Förderflüssigkeit ist mit Hilfe des kann auch mit Hilfe der gleichen Flüssigkeit stattfinden, hydrostatischen Druckes und der Strömungsgeschwin- mit welcher das Pumpen zum Druck Pr bewerkstelligt digkeitvariierbar. 15 wurde, wie in Fig.3 gezeigt Eine Druckflüssigkeits-

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Aus- pumpe 31 pumpt Flüssigkeit aus dem Behälter 21 zur führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeich- Strahlpumpe 13. Von dort gelangt die Flüssigkeit in der nung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt bereits beschriebenen Weise in den unter dem Druck P₂

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; stehenden Flüssigkeitstank 11, und zwar in den Behälter

F ig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin- 20 mit dem höheren Pegel. Aus dem Boden mit dem niedridung; und gen Pegel im Flössigkeitstank 1J strömt die Flüssigkeit

F i g. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. über eine weitere Strahlpumpe 27 wieder zurück in den

Fig. 1 veranschaulicht das Pumpen von Gas in meh- Behälter 21. Der Gasraum des Flüssigkeitstanks 11 ist reren Stufen aus einem unter einem Druck P\ stehenden über die Rohre 28,29 und 30 mit der Strahlpumpe verGasbehälter 10 in einen Flüssigkeitstank 11, in welchem 25 bunden. Hierdurch wird insgesamt das Gas vom Druck der Druck Pi herrscht Im Flüssigkeitstank 11 befinden P₂ auf den Druck P₃ gepumpt Mittels der Anbringung sich zwei, mittels einer Trennwand 20 flüssigkeitsmäßig der Rohre 28,29 können die Flüssigkeitspegel im Flüsvoneinander getrennte Behälter mit unterschiedlichem sigkeitstank 11 eingestellt werden. Die beiden Behälter Pegel. Eine Druckflüssigkeitspumpe 12 fördert Flüssig- im Flüssigkeitstank 11 werden von der Trennwand 26 keit von dem Behälter mit niedrigem Pegel zu einer 30 voneinander getrennt. Da das Gas unter dem Druck P₂ Strahlpumpe 13, die über eine Saugleitung 18 mit dem ein geringeres Volumen als unter dem Druck P\ hat. Gasbehälter 10 verbunden ist In dem der Strahlpumpe vermag die Strahlpumpe 27 eine größere Gasmenge als 13 nachgeschalteten Strömungsrohr strömt ein Ge- die Strahlpumpe 13 zu pumpen, welch letztere Gas mit misch von Flüssigkeit und Gas in den Behälter mit höhe- dem Druck P\ fördert. Falls P₂:P\ — 2 ist, ist die Strahlrem Pegel im Flüssigkeitstank 11 hinab. Dabei steigt der 35 pumpe 27 im Stande, die von den beiden vorhergehenhydrostatische Druck auf P₂ an. Dementsprechend wer- den Strahlpumpen geförderte Gasmenge zu pumpen.

den die Gasblasen im Strömungsrohr 14 komprimiert

Die Gasblasen steigen dann im Behälter mit dem höhe- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ren Pegel im Flüssigkeitstank 11 an die Flüssigkeitsoberfläche. Die beiden Behälter mit den unterschiedli- 40
chen Pegeln sind strömungsmäßig über einen Flüssigkeitsheber, bestehend aus einem aufsteigenden Ast 15
und einem absteigenden Ast 17 verbunden. Im Scheiteibereich dieses Flüssigkeitshebers ist eine weitere Strahlpumpe 16 angeordnet. Die Strahlpumpe 16 ist über ei- 45
nen Sauganschluß 19 ebenfalls mit dem Gasbehälter 10
verbunden.

Die Flüssigkeit im Behälter mit dem höheren Pegel im
Flüssigkeitstank 11 steigt nun im aufsteigenden Ast 15
zur Strahlpumpe 16, hat im Scheitelbereich ihren nied- 50
rigsten Druck und fällt dann über den absteigenden Ast
ab in den Flüssigkeitsbehälter mit niedrigerem Pegel.
Die Strömung im Flüssigkeitsheber 15, 17 wird durch
den Unterschied der Flüssigkeitspegel in den beiden
Behältern im Flüssigkeitstank 11 aufrechterhalten. Der 55
Flüssigkeitsdruck im Scheitelbereich ist durch die Höhe
des Hebers steuerbar.

Der Unterschied zwischen den Flüssigkeitspegeln in
den beiden Behältern im Flüssigkeitstank 11 kann durch
die Druckflüssigkeitspumpe 12 aufrechterhalten wer- 60
den. Der Pegelunterschied muß mindestens so groß sein,
wie die Verluste durch den Strömungswiderstand im
gesamten Heber ausmachen.

Der Einfachheit halber stellt die F i g. 1 das Pumpen
von Gas in nur zwei Stufen dar, wobei die Zahl der 65
Stufen natürlich auch größer sein kann.

Gemäß Fig.2 wird das Gas in der beschriebenen
Weise vom Druck Pi auf den Druck P₂ gepumpt.

Claims

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Druck komprimiert und dann ausgeschieden. Im übri-

Patentanspruch: gen sind die Strömungskanlabschnitte zum Zwecke der

stufenweisen Verdichtung des Gases nicht nur in Rich-

Vorrichtung zum Fördern und Verdichten von tung der Flüssigkeitsströmung, sondern auch in Rich-Q_asnlj_t 5 tung des Gasdruckgefälles in Reihe geschaltet

Aus dem DE-GM 18 98 279 ist es bekannt, zwei Flüs-

a) einem Flüssigkeitstank (11) mit wenigstens zwei sigkeitsbehälter mit unterschiedlichem Pegel über einen durch eine Trennwand (20) voneinander ge- Flüssigkeitsheber zu verbinden. Bei der bekannten Vortrennten Flüssigkeitsbehältern mit unterschied- richtung ist ein Gasbehälter über eine Saugleitung mit liehen Flüssigkeitspegeln, 10 dem Scheitel des Flüssigkeitshebers verbunden.

b) einer Druckflüssigkeitspumpe (12), welche die A'lgemein kann gesagt werden, daß die Verwendung Flüssigkeit vom Behälter mit dem niedrigeren von Strahlpumpen zum Pumpen von Gas auf einen hö-Pegelliber eine Strahlpumpe (13) in den Behäl- heren Druck mittels einer durch die Strahlpumpe ströter mit dem höheren Pegel pumpt, und menden Flüssigkeit bekannt ist, beispielsweise zum

c) einer an die Strahlpumpe (13) angeschlossenen 15 Pumpen von Gasen mittels Unterdruck in einen Raum Saugleitung (18), die mit einem Gasbehälter (10) mit normalem Luftdruck. Der Unterdruck wird erzeugt, verbunden ist, indem man die Druckeuergie einer Flüssigkeit in kineti-

d> wobei sich das von der Sirahlpumpe (13) ange- sehe Energie und diese abermals in Druckenergie umsaugte Gas im Flüssigkeitstank (11) von der setzt In der Praxis muß man, wenn ein sehr hoher Vaku-Treibflüssigkeit wieder trennt und über eine 20 umgrad erwünscht ist, verhältnismäßig hohe Wasserzu-Druckleitung aus dem Flüssigkeitstank (11) ab- fuhrgeschwindigkeiten benutzen. Beispielsweise ist in geführt wird, Wasserstrahlejektoren bzw. -pumpen, mittels deren

Luft in einem Druck von 30 mbar auf normalen Druck

dadurchgekennzeichnet, daß gepumpt wird, der Zufuhrdruck des Wassers häufig hö-

25 her a!s 300 kN/m² und die Geschwindigkeit des Wasser-

e) die beiden Behälter über einen Flüssigkeits-He- Stroms in der Düse übersteigt 25 m/s. Da auch dann die ber (15 bis 17) miteinander strömungsmäßig geförderte Gasmenge noch verhältnismäßig gering ausverbunden sind, und fällt, in der Größenordnung von 10-"fachen der Was-

f) im abfallenden Ast (17) des Hebers (15 bis 17) sermenge, ist der Gesamtwirkungsgrad der Ejektoren eine Strahlpumpe (16) angeordnet ist, 30 dieses Typs gering und liegt in der Größenordnung von

g) deren Sauganschluß (19) mit der Saugleitung 5 bis 8%.

(18) der erstgenannten Strahlpumpe (13) ver- Man kann den Wirkungsgrad im Pumpvorgang verbunden ist bessern, indem man den überwiegenden Teil der Pump

arbeit mit Hilfe einer barometrischen Wassersäule aus-

35 führt. Wenn man einer Flüssigkeit, die in einem obenendig geschlossenen Strömungskanal abwärts fließt, Gase beimischt, so wandern diese zusammen mit der Flüssig-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum keit in Blasenform abwärts in eine Zone höheren Fördern und Verdichten von Gas, gemäß der im Ober- Drucks und unterliegen einer isothermen Kompression, begriff des Patentanspruchs angegebener. Gattung. 40 womit der Pumpvorgang einen vorzüglichen Wirkungs-Eine derartige Vorrichtung ist aus der FR-PS 9 24 343 grad aufweist. Der in der Säule vorgesehene »Ejektor« bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist einen Flüssig- besorgt lediglich das Beimischen der Gasblasen zur keitstank mit drei durch zwei Trennwände voneinander Flüssigkeit, womit sein Beitrag zur Pumparbeit im Vergetrennten Flüssigkeitsbehältern mit wenigstens zwei gleich mit demjenigen der Säule gering ist.
unterschiedlichen Flüssigkeitspegeln auf. Aus dem Be- 45 In einem Pumpvorgang dieser Art kann man Ströhälter mit dem niedrigeren Pegel wird Flüssigkeit über mungsgeschwindigkeiten anwenden, die wesentlich eine Druckflüssigkeitspumpe zu einer Strahlpumpe und niedriger als diejenigen in herkömmlichen Ejektoren von dort in den Behälter mit dem höheren Pegel ge- sind. Andererseits ist dann nur das Beimischen einer pumpt. Die Strahlpumpe ist über eine Gasleitung mit beschränkten Gasmenge zur Flüssigkeit möglich. Es ist einem Gasbehälter verbunden und saugt in bekannter 50 in Versuchen gefunden worden, daß man zu Wasser mit Weise aus dem Gasbehälter Gas ab, das mittels der einer Strömungsgeschwindigkeit in der Größenordnung Flüssigkeit weiter in den Behälter mit höherem Druck von 1 m/s Luft in einer Menge von etwa 20% des Wasgefördert wird. Im Ergebnis findet hierdurch eine Korn- servolumens beimengen kann, was größenordnungsmäprimierung des Gases statt. Big nur etwa 10% des Saugvermögens eines herkömmli-

Aus der DE-PS 1 17 163 ist eine Vorrichtung zum 55 chen Ejektors entspricht Andererseits wiederum bePumpen von Gas mittels strömender Flüssigkeiten be- läuft sich die kinetische Energie des Wassers auf nur kannt, in der wenigstens zwei, nach Art kommunizieren- 0,2% der Energie in einem herkömmlichen Ejektor,
der Röhrenpaare ausgebildete Strömungskanalab- Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik

schnitte vorgesehen sind. Beide (unteren) Enden jedes liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbes-Strömungskanalabschnittes enden jeweils in einem die- eo serung des Wirkungsgrades der eingangs genannten sen eigens zugeordneten Flüssigkeitsbehälter. Jedem Vorrichtung zu erreichen.

Strömungskanalabschnitt ist auch eine gesonderte Dies wird dadurch erreicht, daß die gattungsgemäße

Druckflüssigkeitspumpe zugeordnet. Über eine Variie- Vorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Patentanrung der Flüssigkeitssäulenhöhe wird der Flüssigkeits- Spruchs ausgebildet ist.

druck an der Stelle, an der das Gas zugeführt werden 65 Gemäß der Erfindung wird ein und dieselbe Flüssigsoll, wenigstens auf den Gasdruck abgesenkt. Das Gas keit mehrmals nacheinander zum Gaspumpen herangewird in Blasenform der Flüssigkeit beigemischt, mit der zogen. Dadurch ist es möglich, mit einer geringen Flüsabwärts strömenden Flüssigkeit auf einen höheren sigkeitsmenge auszukommen. Nachdem sich die Gas-