DE2749300A1 - Strahlpumpe zum gemeinsamen abpumpen eines gases und einer fluessigkeit - Google Patents
Strahlpumpe zum gemeinsamen abpumpen eines gases und einer fluessigkeitInfo
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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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27493OQi
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 (1)
- ElKENBERG & BRÜMMERSTEDTPATENTANWÄLTE IN HANNOVERKörting AG 341/6PatentanspruchZum 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-909818/0596
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