DE3810950A1 - Entgasungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entgasungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine bekannte Entgasungseinrichtung, das sog. Prima-Vac-System der Hudson Engeneering Co., sieht eine Einspeisung eines durch einen in der Saugleitung angeordneten Gasseparator abgeschiedenen Gases in die bereits von der Kreiselpumpe geförderte Flüssigkeit vor. In der Druckleitung der Pumpe ist der sog. Prima-Vac-Automat angeordnet, welcher aus einer Venturi-Düse und einem davon gesteuerten Rückschlagventil besteht. Dieses Rückschlagventil verschließt im Normalbetrieb aufgrund der von der Venturi-Düse gelieferten Druckdifferenz die Verbindungsleitung von der Druckleitung zum Gasseparator.

Beim Normalbetrieb saugt die Pumpe aus dem Gasseparator und fördert durch die Druckleitung. Das jeweils ausgeschiedene Gas des Fördermediums wird im Gasseparator angesammelt. Wird die Gasmenge im Gasseparator zu groß, dann saugt die Pumpe Gas an. Die Förderung der Pumpe reißt ab und die Förder­ geschwindigkeit innerhalb der Venturi-Düse wird Null. Damit besteht aber wiederum keine Druckdifferenz mehr zwischen der Venturi-Düse und der Druckleitung, so daß das von der Venturi-Düse gesteuerte Rückschlagventil öffnet. Die innerhalb der Druckleitung nach einer Rückschlagklappe befindliche Flüssigkeit strömt aufgrund des Eigengewichtes zurück und über die zwischen dem Prima-Vac-Automaten und dem Gasseparator befindliche Rohrleitung in den Gasseparator. Gleichzeitig kann nun das im Gasseparator befindliche Gas über die Entlüftungs­ leitung und das sich nun öffnende Rückschlagventil in den freigewordenen Raum in der Druckleitung der Pumpe entweichen. Ist der Flüssigkeitsstand im Gasseparator genügend hoch angestiegen, so saugt die Pumpe wieder Flüssigkeit an und nimmt die Förderung wieder auf. Aufgrund der sich nun in der Venturi-Düse einstellenden Druckunterschiede schließt das Rückschlagventil des Prima-Vac-Automaten und die Förderung geht auf Normalbetrieb über. Das in die Förderleitung eingespeiste Gas wird von dem Fördermedium abgeführt. Der wesentliche Nachteil dieser Anlage besteht darin, daß ein Austausch der angesammelten Gasmenge nur erfolgen kann, wenn die Förderung der Pumpe abreißt. Dieses ständige Abreißen der Förderung und das "Anschnappen" - d. h. der Beginn der Förderung - der Kreiselpumpe während des Entlüftungsvorganges be­ deutet eine enorme Belastung für die Kreiselpumpe und das damit verbundene Rohrleitungssystem. Bei der Förderung von Flüssigkeiten mit hohen Gasanteilen kommt es somit durch die kontinuierliche Unterbrechung des Förderstromes zu einem instabilen Betrieb, der neben der jeweils schlagartig wechselnden Belastung der gesamten Anlage auch eine Verringerung der gesamten Förderkapazität zur Folge hat, da die Förderung nach jedem Entlüftungsvorgang neu aufgebaut werden muß.

Eine durch die DE-PS 29 14 894 bekannte Methode sieht vor, daß zwischen der Saugleitung bzw. dem Gasseparator und der Druckleitung der Kreiselpumpe oder einem anderen Förder­ flüssigkeit führenden System, ein aus einer steigenden Rohrleitung oder einem entsprechenden Behälter mindestens zwei Absperrarmaturen bestehendes Schleusensystem eingebaut ist, wobei die Absperrarmaturen mittels eines Steuergerätes wechselweise betätigt werden.

Diese Ausführungsform ermöglicht während des Pumpenbetriebes eine Entlüftung in die Druckleitung, ohne daß dabei die Pumpe mit ihrer Förderung abreißt. Erforderlich sind dazu jedoch verschiedene Absperrarmaturen sowie ein Steuergerät.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Flüssigkeits- Gas-Gemische fördernde Kreiselpumpen eine Entgasungseinrichtung zu entwickeln, die bei einfacher Gestaltung und ohne Regel­ einrichtungen funktionsfähig ist und bei der eine störungsfreie Rückführung des ausgeschiedenen Gases in das geförderte Medium gewährleistet ist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches.

Mittels dieser Lösung wird hinter dem verengten Strömungs­ querschnitt ein Unterdruck erzeugt, dessen Größenordnung eine permanente Einspeisung des im Entgasungstank ausgeschiedenen Gases in das bereits geförderte Medium sicherstellt. Diese Anlage kommt ohne aufwendige Regeleinrichtungen aus und es wird gewährleistet, daß die Förderpumpe, bei der es sich um normale Standardkreiselpumpen handeln kann, zuverlässig im Dauerbetrieb arbeitet. Störungen, die durch ein Abreißen der Förderung bedingt sind, treten nicht auf.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß ein Strömungs­ kanal den verengten Strömungsquerschnitt bildet, wobei dessen Anfang dichtend im Bereich der Entgasungseinrichtung anliegt und dessen Ende freiliegend ausgebildet ist und daß die Gasleitung im Bereich zwischen Strömungskanalanfang und -ende einmündet. Mittels dieser Maßnahme wird eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit erreicht, wodurch andererseits eine Verringerung des Druckes im Bereich des Strömungskanales erfolgt. Das dadurch bedingte Druckgefälle, welches im Bereich der Gaszufuhr eine Saugwirkung erzeugt, gewährleistet die sichere Einspeisung des abzuführenden Gases und dessen Vermischung mit der geförderten Flüssigkeit. Der wesentliche Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß dieses Verfahren aufgrund der erzeugten Saugwirkung auch bei Druckleitungen Verwendung finden kann, die eine nach unten gerichtete Strömungsrichtung aufweisen.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß sich der Strömungskanal nach einem Bereich engsten Strömungsquerschnittes in Strömungsrichtung erweitert, wobei im Bereich der Strömungskanalerweiterung Bohrungen und/oder Schlitze angeordnet sind, welche eine bessere Vermischung des eingespeisten Gases mit dem Fördermedium gewährleisten.

Für diejenigen Fälle, bei denen der Strömungskanal als ein separates Bauteil ausgebildet ist, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Erweiterung des Strömungskanales an der Gaszuführungseinrichtung und/oder an der Druckleitung anliegt. Damit wird eine stabile, Schwingungen verhindernde Lagerung sichergestellt.

Mit dem Merkmal, daß der Strömungskanal ein oder mehrere Einmündungen der Gaszufuhr überdeckt, wird eine zuverlässige Vermischung gewährleistet.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung mündet die Gasleitung in eine die Gaszuführungseinrichtung umgebende Ringkammer ein, wobei die Ringkammer mit der Gaszuführungs­ einrichtung in Verbindung steht. Mittels dieser Maßnahme kann eine strömungsgünstigere Gaseinspeisung erfolgen, da infolge der Ringkammer eine über den Umfang verteilte Gaszufuhr möglich ist. In den Unteransprüchen 8 und 9 beschriebene Merkmale befassen sich mit der Ausbildung der Verbindungs­ öffnungen zwischen Ringkammer und Gaszuführungseinrichtung.

Wiederum eine andere Ausgestaltung, welche in den Ansprüchen 10 und 11 beschrieben ist, befaßt sich mit der verbesserten Strömungsführung innerhalb des Entgasungstanks und der damit verbundenen Verringerung von Druckverlusten bei gleichzeitiger Gewährleistung einer Gasabscheidung.

Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht der Anlage, die

Fig. 2 bis 5 Darstellungen der in der Druckleitung angebrachten verschiedenen Gaszuführungseinrichtungen.

Die Fig. 1 zeigt einen in der Saugleitung (1) einer Kreisel­ pumpe (2) installierten Gastank (3), dessen Eintritts- und Austrittsöffnung (4, 5), durch ein perforiertes Rohr (6) verbunden sind. Die Druckleitung (7) der über einen Antriebs­ motor (8) betriebenen Kreiselpumpe (2) ist über eine Gasleitung (9), die einen Rückflußverhinderer (10) aufweist, mit dem Gastank (3) verbunden. Die Gaszuführungseinrichtung (11) liegt mit ihrem Anfang (2) dichtend an der Druckleitung (7) an und verjüngt sich in Strömungsrichtung, wobei sie die Einmündung (13) der Gasleitung (9) überdeckt.

Die Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung eine in der Druckleitung (7) liegende Gaszuführeinrichtung (11), die mit ihrem Anfang (12) dichtend an der Druckleitung (7) anliegt und sich über die Einmündung (13) der Gasleitung (9) erstreckt.

Die Fig. 3 zeigt eine in der Gasleitung (7) installierte Gaszuführeinrichtung (11), die sich nach der Verjüngung auf den ursprünglichen Querschnitt erweitert, wobei sie im Bereich der Erweiterung (21) mit Löchern (14) versehen ist. Die Verjüngung des Strömungsquerschnittes erfolgt im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Variante übergangslos.

Die Fig. 4 zeigt eine Gaszuführeinrichtung (11), die von einer Ringkammer (16) umgeben ist. Die Ringkammer (16), in welche die Gasleitung (9) mündet, ist durch Bohrungen (17) mit der Gaszuführungseinrichtung (11) verbunden. Anstelle der Bohrungen (17) sind im Bereich der Erweiterung (21) Schlitze (15) vorgesehen.

Die Fig. 5 entspricht der Fig. 4, nur daß anstelle der die Ringkammer (16) und die Gaszuführeinrichtung (11) verbindenden Bohrungen (17) ein Ringspalt (18) vorgesehen ist.

Claims (11)

1. Entgasungseinrichtung für Flüssigkeits-Gas-Gemische fördernde Kreiselpumpen, bestehend aus einem in deren Saugleitung angeordnetem Gastank, einer in deren Druckleitung angeordneten Gaszuführeinrichtung und einer diese Teile verbindenden, einen Rückflußverhinderer aufweisenden Gasleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungseinrichtung (11) einen gegenüber der Druckleitung (7) verengten Strömungsquerschnitt aufweist und daß in Strömungsrichtung hinter dem verengten Strömungsquerschnitt die Gasleitung (9) einmündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungskanal (19) den verengten Strömungsquerschnitt bildet, wobei dessen Anfang (12) dichtend an der Druckleitung und/oder der Gaszuführungseinrichtung (11) anliegt und dessen Ende (20) freiliegend ausgebildet ist und daß die Gasleitung (9) in den Bereich zwischen Strömungskanalanfang (12) und -ende (20) einmündet.

3. Entgasungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Strömungskanal (19) nach einem Bereich engsten Strömungsquerschnitts in Strömungsrichtung erweitert.

4. Entgasungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Strömungskanalerweiterung (21) Bohrungen (14) und/oder Schlitze (15) angeordnet sind.

5. Entgasungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (21) des Strömungskanales (19) an der Gaszuführungseinrichtung (11) und/oder an der Druckleitung (7) anliegt.

6. Entgasungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (19) ein oder mehrere Einmündungen (13) der Gaszufuhr überdeckt.

7. Entgasungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasleitung (9) in eine die Gaszu­ führungseinrichtung (11) umgebende Ringkammer (16) einmündet, wobei die Ringkammer (16) mit der Gaszuführungseinrichtung (11) in Verbindung steht.

8. Entgasungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (16) durch Bohrungen (17) und/oder Schlitze mit der Gaszuführungseinrichtung (11) verbunden ist.

9. Entgasungseinrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (16) durch einen Ringspalt (18) mit der Gaszuführungseinrichtung (11) verbunden ist.

10. Entgasungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Entgasungstanks (3) ein perforiertes Rohr (6) zwischen der Eintrittsöffnung (4) und der Austrittsöffnung (5) angeordnet ist.

11. Entgasungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgasungstank (3) ein oder mehrere oberhalb der Eintritts- und Austrittsöffnungen (4, 5) verlaufende, den Tankinhalt unterteilende, perforierte Bleche aufweist.