DE2749300A1

DE2749300A1 - Strahlpumpe zum gemeinsamen abpumpen eines gases und einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE2749300A1
Application number: DE19772749300
Authority: DE
Inventors: Rolf Ing Grad Goesling
Original assignee: KOERTING AG
Current assignee: KOERTING AG
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1977-11-01
Publication date: 1979-05-03
Also published as: DE2749300C2; DK484578A; FR2407374B1; DK151051B; DD139622A5; FR2407374A1; DK151051C; GB2026611B; JPS5474506A; GB2026611A; ES474706A1

Description

Strahlpumpe zum gemeinsamen Abpumpen eines Gases und einer Flüssigkeit

In der Technik ist es häufig erforderlich, eine Flüssigkeit aus einem umschlossenen Raum abzupumpen und gleichzeitig innerhalb dieses umschlossenen Raumes ein Vakuum aufrechtzuerhalten. Ein typisches Beispiel bilden Seewasser-Verdampfer, bei denen die aufkonzentrierte Sole sowie auch die unvermeidlich mit eingedrungene Luft laufend aus dem Verdampfer an die Atmosphäre gefördert werden muß. Dazu werden üblicherweise Strahlpumpen eingesetzt, die mit frischem Seewasser als Treibmittel gespeist werden.

Aus Gründen eines möglichst geringen baulichen Aufwandes ist es wünschenswert, das Gas und die Flüssigkeit gemeinsam mit einer einzigen Strahlpumpe aus dem umschlossenen Raum abzupumpen. Das ist jedoch mit herkömmlichen Strahlpumpen praktisch nicht durchführbar. Da der Saugdruck einer Strahlpumpe prinzipiell nicht niedriger sein kann als der höchste Dampfdruck der beteiligten Flüssigkeiten, kann im Beispiel eines Seewasser-Verdampfers bei einem gemeinsamen Abpumpen von Sole und Luft mit einer herkömmlichen Strahlpumpe nämlich allenfalls nur ein Saugdruck entsprechend dem Dampfdruck der Sole (die normalerweise wärmer ist als das Treibwasser und daher den höheren Dampfdruck hat) erreicht werden, mit der Folge, daß für die Förderung der Luft kein Differenzdruck mehr zur Verfügung steht. Deshalb wer-

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den in der Praxis bislang stets zwei getrennte Strahlpumpen eingesetzt, von denen die eine zur Förderung der Luft und die andere zur Förderung der Sole dient. Der bauliche Aufwand ist dementsprechend bislang unvermeidlich groß.

Mit der Erfindung soll nunmehr eine Strahlpumpe zum gemeinsamen Abpumpen eines Gases und einer Flüssigkeit aus einem umschlossenen Raum geschaffen werden, mit der bei geringem Bauaufwand eine einwandfreie Förderung beider Medien gewährleistet ist.

Ausgehend von einer Strahlpumpe, deren Kopfteil eine Treibdüse für flüssiges Treibmittel sowie Sauganschlüsse für die abzupumpenden Medien enthält und in eine Mischkammer mit nachgeschaltetem Diffusor mündet, ' wird dieses Ziel erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der aus einem Treibmittel mit geringerem Dampfdruck als dem der abzupumpenden Flüssigkeit erzeugte Treibstrahl der Treibdüse in ein einlaßseitig mit dem Sauganschluß für das Gas versehenes Vormischrohr geführt ist, welches sich als Sekundärtreibdüse in den den Sauganschluß für die Flüssigkeit enthaltenden Bereich des Kopfteiles hineinerstreckt.

Die Erfindung sieht somit eine zweistufig arbeitende Strahlpumpe vor,, bei der die beiden abzupumpenden Medien in zwei in Strahlrichtung im Abstand hintereinander liegenden Ebenen der Strahlwirkung unterworfen werden. In der ersten Stufe fördert dabei der aus der Treibdüse austretende Strahl des Treibmittels allein das Gas, das über den Gas-Sauganschluß in die Strahlpumpe eintritt und sich längs des Vormischrohres mit dem Treibmittel mischt. Da sich das Vormischrohr in den den Flüssigkeits-Sauganschluß enthaltenden Bereich des Kopfteiles hinein und vorzugsweise

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bis zur Einlaßebene der sich an das Kopfteil anschließenden Mischkammer erstreckt, wirkt danach in der zweiten Stufe das dem Vormischrohr austretende Treibmittel-Gas-Gemisch als Treibstrahl für die Förderung der Flüssigkeit. Auf diese Weise bleibt der Saugdruck für das Abpumpen des Gases unbeeinflußt von dem Dampfdruck der abzupumpenden Flüssigkeit und wird nur durch den Dampfdruck des Treibmittels begrenzt. Bei Seewasser-Verdampfern und generell immer dann, wenn das Treibmittel einen geringeren Dampfdruck hat als die abzupumpende Flüssigkeit, führt das dazu, daß sich für das Gas ein entsprechend geringerer Saugdruck einstellt als für die Flüssigkeit.

In der zweistufigen Arbeitsweise unterscheidet sich die erfindungsgemäße Strahlpumpe grundsätzlich von herkömmlichen, einstufig arbeitenden Strahlpumpen, bei denen im Falle eines gleichzeitigen Abpumpens von Gas und Flüssigkeit beide Medien in einer gemeinsamen Ebene, nämlich der Ebene des Treibdüsenauslasses, in die Strahlpumpe eintreten müssen. Das ergibt zwangsläufig für beide Medien den gleichen Saugdruck. Da in dem hier zugrundeliegenden Fall des Abpumpens beider Medien aus einem umschlossenen Raum normalerweise davon ausgegangen werden kann, daß der Druck des abzupumpenden Gases ursprünglich etwa dem Dampfdruck der abzupumpenden Flüssigkeit entspricht und sich in der zur Strahlpumpe führenden Leitung durch die im allgemeinen erforderlichen Flüssigkeitsabscheider und durch sonstige unvermeidliche Druckverluste noch vermindert, reicht somit ein gleicher Saugdruck für beide Medien nicht zur Föderung des Gases gemeinsam mit der Flüssigkeit aus.

Gegenüber der bislang bei Seewasser-Verdampfern und entsprechenden Anlagen praktizierten Lösung, zwei getrennte Strahl-

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pumpen einzusetzen, hat die erfindungsgemäße Strahlpumpe die wesentlichen Vorteile, daß der Bauaufwand, das Gewicht und der Platzbedarf geringer sind. Diese Vorteile kommen insbesondere bei Verwendung der erfindungsgemäßen Strahlpumpe für auf Schiffen installierte Seewasser-Verdampfer entscheidend zum Tragen. Darüber hinaus wurde aber auch noch gefunden, daß die Gefahr des Auftretens von Kavitationserscheinungen, die für die Flüssigkeitspumpe der bisherigen Zweipumpen-Anlagen vornehmlich bei zu niedrigen Zulaufhöhen ziemlich groß ist, weitgehend vermindert und häufig sogar ganz beseitigt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei stellen dar:

Fig. 1 schematisch den Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Strahlpumpe, die zur Verwendung mit Seewasser-Verdampfern bestimmt ist, und

Fig. 2 eine Modifikation des Kopfteiles der Strahlpumpe gemäß Fig. 1 (mit gleichen Bezugszeichen für gleiche Teile).

Die Hauptbestandteile der in Fig. 1 dargestellten Strahlpumpe sind ein Kopfteil 6, das in eine Mischkammer 4 mündet, dem ein Diffusor 5 nachgeschaltet ist. Das Kopfteil enthält eine Treibdüse 1, ein mit einem Sauganschluß 2 für die abzupumpende Luft versehenes Vormischrohr 8 sowie einen den Sauganschluß 9 für j die abzupumpende Sole enthaltenden Bereich 3. Dabei ist die An- ' Ordnung so getroffen, daß die Treibdüse 1 in das Vormischrohr 8 | ,mündet und sich das Vormischrohr 8 durch den Kopfteil-Bereich ,

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hindurch bis zur Einlaßebene der Mischkammer 4 erstreckt.

Im Betrieb wird die Treibdüse 1 mit frischem Seewasser als Treibwasser gespeist. Das Treibwasser tritt dabei aus dem Düsenaustritt 7 in Form eines Treibstrahls aus, der die über den Sauganschluß 2 zugeführte Luft mitreißt und durch das Vormischrohr 8 hindurchgefördert· Am Austritt 10 des Vormisehrohres 8 tritt somit ein Strahl aus, der aus dem Gemisch aus Treibwasser und abgepumpter Luft besteht. Dieser Strahl ist in die Mischkammer 4 hineingerichtet und bilden den Treibstrahl zur Förderung der über den Sauganschluß 9 zugeführten Sole. Somit wird durch die Mischkammer 4 hindurch ein Gemisch aus Treibwasser, abgepumpter Luft und abgepumpter Sole gefördert, das nach dem Verlassen des Diffusors 5 im Falle von Seewasser-Verdampfern normalerweise verworfen wird, in anderen Fällen ggfs. aber auch nach üblichen Methoden wieder aufgearbeitet werden kann.

Das als Treibwasser verwendete Seewasser besitzt eine Temperatur von maximal etwa 30°C, was einem maximalen Dampfdruck von etwa 0,0 4 bar entspricht. Das ist der Dampfdruck, der den für die Luft zur Verfügung stehenden Saugdruck begrenzt. Die Sole hat demgegenüber eine höhere Temperatur in der Größenordnung von etwa 45⁰C, entsprechend einem Dampfdruck von eta 0,1 bar. Dieser höhere Dampfdruck begrenzt aber lediglich den Saugdruck für die Sole und wirkt sich nicht auf den Saugdruck für die Luft aus.

Die Mischkammer 4 und der Diffusor 5 können die für die herkömmlichen Strahlpumpen übliche Konstruktion besitzten. Im Beispiel der Fig. 1 ist das Vormischrohr 8 ein zylindrisches Rohr. Es kann aber auch,wie Fig.2 zeigt, das Vormischrohr 8' zum Austritt

10 hin konisch verjüngt ausgebildet sein, falls es erwünscht j sein sollte, das durch das Vormisehrohr hindurchgeförderte Gemisch j aus Treibwasser und Luft höher zu verdichten. Das Kopfteil 6* gemäß Flg. 2 unterscheidet sich Im übrigen von dem Kopfteil 6 gemäß Flg. 1 noch darin, daß der Treibdüsen-Austritt T in das Vormischrohr 8¹ hineingezogen ist, und zwar bis in den Mündungsbereich oder ggfs. sogar bis hinter den Mündungsbereich des Gas-Sauganschlusses 2. Diese Maßnahme kann auch in Verbindung mit dem zylindrischen Vormischrohr 8 getroffen sein.

Der Sauganschluß 2 für die Luft muß nicht unbedingt, wie in den dargestellten Beispielen gezeigt, ausserhalb des Kopfteil-Bereiches 3 in das Vormischrohr 8 bzw. 8* einmünden. Ebensogut kann auch das Kopfteil 6 bzw. 6* mit einem Gehäuse versehen sein, welches, vom Bereich 3 ausgehend, den Sauganschluß 2 und.die Anschlußstelle des Sauganschlusses 2 am Vormischrohr 8 noch mit überdeckt. Wichtig ist lediglich, daß die Ebene, in der die Luft in die Strahlpumpe eingeführt wird, im Abstand strahlaufwärts vor der Ebene der Einleitung der Sole liegt, d.h. daß sich in j der Ebene der Einleitung der Sole bereits ein Gemisch aus dem ! Treibwasser und der abgepumpten Luft gebildet hat. '

Die Erfindung wurde vorangehend am Beispiel einer Strahl- \ pumpe für Seewasser-Verdampfer erläutert. Sie ist jedoch grundsätzlich in allen Fällen anwendbar, in denen eine Flüssigkeit aus■ einem umschlossenen Raum abgepumpt und gleichzeitig innerhalb I des umschlossenen Raumes ein Vakuum aufrechterhalten werden muß. ' Dementsprechend läßt sich die Erfindung gleichermaßen mit Vorteil einsetzen z.B. bei Kondensatoren zum Abpumpen des Kondensats oder; bei Saugfiltern zum Abpumpen des Filtrats, jeweils gemeinsam mit der Dampfphase. j

KRE/dm/am

Leerseite

Claims

ElKENBERG & BRÜMMERSTEDT

PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

Körting AG 341/6

Patentanspruch

Zum gemeinsamen Abpumpen eines Gases und einer Flüssigkeit aus einem umschlossenen Raum dienende Strahlpumpe, deren Kopfteil eine Treibdüse für flüssiges Treibmittel sowie Sauganschlüsse für die abzupumpenden Medien enthält und in eine Mischkammer mit nachgeschaltetem Diffusor mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem Treibmittel mit geringerem Dampfdruck als dem der abzupumpenden Flüssigkeit erzeugte Treibstrahl der Treibdüse (1) in ein einlaßseitig mit dem Sauganschluß (2) für das Gas versehenes Vormischrohr (8) geführt ist, welches sich als Sekundärtreibdüse in den den Sauganschluß (9) für die Flüssigkeit enthaltenden Bereich (3) des Kopfteiles hineinerstreckt.

-Be sehre ibung-

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