DE2503873B2 - Flüssigkeitsringpumpenaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitsringpumpenaggregat mit nachgeschaltetem Flüssigkeitsabscheider, aus dem zumindest ein Teil der abgeschiedenen Flüssigkeit über einen Wärmeaustauscher in die Pumpe rückführbar ist, zur intervallbetriebsartigen Druckabsenkung eines Raumes, bei der das zu evakuierende Medium mit einem hohen Dampfanteil belastet ist.

Bei der Förderung eines Gasdampfgemisches durch eine Flüssigkeitsringpumpe kondensiert der Dampfanteil.

Das aus geschobene Gasflüssigkeitsgemisch wird in einem nachgeschalteten Flüssigkeitsabscheider vom Flüssigkeitsanteil befreit. Das gesättigte Gas verläßt den Abscheider über einen Rohranschluß.

Wenn im geschlossenen Kreislauf gearbeitet werden muß, z. B. weil kein frisches Betriebswasser zur Verfügung steht, so wird die im Abscheider gesammelte Flüssigkeit zumindest wieder zum Teil über einen Wärmetauscher in die Pumpe zurückgeführt (vgl. z. B. DT-OS 15 03 696).

Es sind häufig Betriebsfälle vorhanden, bei denen die Pumpe mit einer größeren Dampfmenge in gewissen Intervallen fertig werden muß. Stellt man sich z. B. vor, daß eine Pumpe mit einem Betriebsflüssigkeitsvolumen von 0,5 1 bei 20°C verwendet wird, so ist ersichtlich, daß eine derartige Pumpe nicht plötzlich innerhalb weniger Minuten mehrere kg Dampf kondensieren kann. Es käme in einem solchen Fall sofort zum Ausdampfen des FlUssigkeitsringes und damit zur Funktionsunfähigkeit der Pumpe, wenn nicht durch entsprechenden Frischwasserzulauf die Betriebsflüssigkeit unterhalb einer bestimmten Temperatur gehalten werden kann. Es gibt nun eine Reihe von Anwendungsfällen, in denen ein Frischwasseranschluß nicht zur Verfügung steht oder eine Kreislaufschaltung der Betriebsflüssigkeit aus anderen Erwägungen, z. B. Reinhaltung des Kühlwassers, erforderlich ist. Die Rückkühlung der Betriebsflüssigkeit wird dann durch einen luft- oder wassergekühlten Wärmeaustauscher vorgenommen. In solchen Fällen wäre man gezwungen, Pumpe und Wärmeaustauscher entsprechend groß zu bemessen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Pumpenaggregat der eingangs genannten Art so auszubilden, daß man bei Intervallbetrieb den Dampfantrieb im Kreislauf behält und trotzdem mit verhältnismäßig kleinen Pumpen und Wärmeaustauschern auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem zu evakuierenden Raum und dem Abscheider eine Verbindungsleitung vorgesehen ist, die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Abscheider mündet und daß in der Verbindungsleitung ein Ventil angeordnet ist, das selbsttätig schließt, sobald der Druck in dem vom Über- auf Unterdruck zu evakuierenden Raum auf den Druck im Abscheiderraum abgesunken ist.

Konstruktiv läßt sich das zusätzliche Ventil besonders einfach als Rückschlagventil ausbilden.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Flüssigkeitsringpumpenaggregats und

F i g. 2 einen möglichen Druckverlauf im zu evakuierenden Raum, aufgetragen über der Zeit.

Der zu evakuierende Raum 1, z. B. die Kammer einer Bedampfungsapparatur ist über ein Ventil 2 und eine Rückschlagklappe 9 mit der Ansaugseite einer Flüssigkeitsringpumpe 5 verbunden. Der z. B. von einem Elektromotor 51 angetriebenen Flüssigkeitsringpumpe 5 ist ein Flüssigkeitsabscheider 4 nachgeschaltet, in dem der Spiegel der abgeschiedenen Flüssigkeit mit 16 bezeichnet ist. Das vom Flüssigkeitsanteil befreite Fördermedium verläßt den Flüssigkeitsabscheider 4 über eine Leitung 10 und gelangt ins Freie. Zur Ergänzung des ausgeschiedenen Betriebswassers der Flüssigkeitsringpumpe 5 wird über eine Leitung 13 aus dem Flüssigkeitsabscheider 4 Flüssigkeit in die Pumpe 5 zurückgesaugt. Zur Kühlung der rückgeführten Flüssigkeit ist ein Wärmetauscher 6 vorgesehen, der aus Kühlschlangen 7 und einem Lüfter 8 besteht. Der Lüfterantrieb 81 ist dabei unabhängig vom Pumpenantrieb. Da die Pumpe nur bis zu einem bestimmten Druck, von z. B. 50 Torr arbeiten kann, ist zusätzlich noch ein druckabhängig gesteuerter Luftstrahler 15 vorgesehen, der ggf. einer Pumpe 5 nachgeschaltet wird. Über das Steuerventil 14 wird die Treibluft für den Strahler 15 angesaugt.

Die im Abscheider 4 abgeschiedene Flüssigkeit nicht nur zur Pumpe 5 zurückgeführt werden, sondern auch, wie durch die Leitung 11 angedeutet, wieder in den Prozeß zurückgeführt werden, z. B. in einen Verdampfer.

Es sei nun angenommen, daß bis zum Zeitpunkt U der Druck P im zu evakuierenden Raum durch das Pumpenaggregat auf den gezeigten Wert gehalten worden ist. Im Zeitpunkt fi wird nach Schließen des Ventils 2 in dem zu evakuierenden Raum Dampf eingeleitet, so daß sich hier der Druck auf z. B. 3 atü erhöht. Dieser Druck wird zu Behandlungszwecken bis zum Zeitpunkt (2 aufrecht erhalten, z. B. während einiger Minuten. Bis zum Zeitpunkt U soll das ursprüngliche Vakuum oder ein ähnliches Vakuum im zu evakuierenden Raum 1 durch das Flüssigkeitsringpumpenaggregat wieder hergestellt werden. Diese durch öffnen des Ventils 2 eingeleitete Phase soll z. B. etwa ebenfalls 2 bis 3 Minuten betragen. Damit die Pumpe 5 nicht durch den Dampf in der Funktion beeinträchtigt wird, ist noch zusätzlich eine Verbindungsleitung 12 zwischen zu evakuierendem Raum 1 und Abscheider 4 vorgesehen. In dieser vorzugsweise unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 16 mündenen Leitung ist ein Rückschlagventil 3

eingebaut, das so lange geöffnet hat, wie der Druck im zu evakuierenden Raum gleich oder größer als der Druck im Abscheider 4 ist, d. h. den Atmosphärendruck übersteigt. Auf diese Weise werden die anfallenden Dampfmengen zunächst in der Flüssigkeit des Abscheiders 4 kondensiert und damit von der Pumpe ferngehalten. Ist der Druck im zu evakuierenden Raum 1 auf Abscheiderdruck abgesunken, z. B. im Zeitpunkt h, so schließt selbsttätig das Ventil 3 und die Pumpe 5 übernimmt allein die Druckabsenkung im Raum 1. Ist die Pumpe 5 bis zu einem gewissen Druckniveau gekommen, so wird druckabhängig durch ein Steuerventil 14 noch der Strahlen 15 zugeschaltet, der zum Erzeugen noch höherer Vakua dient.

Während dieser Evakuierungszeit und bis zum Wiederbeginn einer neuen Absaugung kann die erwärmte Flüssigkeit im Flüssigkeitsabscheider 4 durch den Kreislauf über den Wärmetauscher 6 abgekühlt werden. Dieser Kreislauf wird zeitweise oder durchgehend, d. h. auch in den Intervallpausen aufrecht erhalten. Durch diese Möglichkeit der ständigen Wärmeabfuhr — auch in den Intervallpausen — kann die relativ geringe Temperaturerhöhung im Abscheider 4 rückgängig gemacht werden. Der Wärmetauscher 6 braucht daher nicht für chargenbedingte Spitzenleistuiig ausgelegt zu werden. Ähnliche Überlegungen gelten auch für die Pumpe 5, die in den Intervallpausen über den Strahler belüftet wird. Besonders kompakt läßt sich das Aggregat bauen, wenn zur Rückkühlung der Flüssigkeit z. B. statt des luft- oder wassergekühlten Wärmeaustauschers ein Kälteaggregat eingesetzt wird, da zusätzlich zur baulichen Verkleinerung des Wärmeaustauschers ggf. noch zusätzlich der Strahler eingespart werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsringpumpenaggregat mit nachgeschaltetem Flüssigkeitsabscheider, aus dem zumindest ein Teil der abgeschiedenen Flüssigkeit über einen Wärmeaustauscher in die Pumpe zurückführbar ist zur intervallbetriebsartigen Druckabsenkung eines Raumes, bei der das abzusaugende Medium mit einem hohen Dampfanteil belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zu evakuierenden Raum (1) und dem Abscheider (4) eine Verbindungsleitung (12) vorgesehen ist, die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (16) im Abscheider (4) mündet und daß in der Verbindungsleitung (12) ein '5 Ventil (3) angeordnet ist, das selbsttätig schließt, sobald der Druck in dem vom Über- auf Unterdruck zu evakuierenden Raum (1) auf den Druck im Abscheiderraum abgesunken ist

2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (3) ein Rückschlagventil ist.