DE578900C - Zwei- oder mehrstufige, durch Fluessigkeit betriebene Strahlpumpe zum Foerdern von Fluessigkeit - Google Patents

Zwei- oder mehrstufige, durch Fluessigkeit betriebene Strahlpumpe zum Foerdern von Fluessigkeit

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DE578900C
DE578900C DESCH95068D DESC095068D DE578900C DE 578900 C DE578900 C DE 578900C DE SCH95068 D DESCH95068 D DE SCH95068D DE SC095068 D DESC095068 D DE SC095068D DE 578900 C DE578900 C DE 578900C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/44Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
    • F04F5/46Arrangements of nozzles
    • F04F5/464Arrangements of nozzles with inversion of the direction of flow

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Zwei- oder mehrstufige, durch Flüssigkeit betriebene Strahlpumpe zum Fördern von Flüssigkeit :Neben der bekannten Förderung von Flüssigkeit durch Kolben- oder Kreiselpumpen sind mehrere Förderverfahren bekanntgeworden, deren Verwendung in Sonderfällen besondere Vorteile ergibt. Von diesen verschiedenen Förderverfahren hat die Förderung durch sogenannte Mammutpumpen (bei denen Luft oder Gas am unteren Ende des eingetauchten Förderrohres zwecks Bildung eines Gas-Flüssigkeitsgemisches im Förderrohr eingeführt wird) sowie durch Dampfinjektoren, durch hydraulische Widder und durch gleichförmig wirkende Flüssigkeitsstrahlpumpen einige Anwendungen gefunden.
  • Die vorliegende Erfindung beschreibt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dieser letztgenannten, gleichförmig wirkenden, durch Flüssigkeit betriebenen Strahlpumpen zum Fördern von Flüssigkeit. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung von Strahlpumpen erreicht, daß die Förderung durch Strahlwirkung auch für die größten praktisch vorkommenden Förderhöhen durchführbar ist, während es bisher bekanntlich nicht möglich war, sehr große Förderhöhen von z. B. vielen hundert Metern durch Strahlpumpen zu überwinden. Zwar finden sich in dem einschlägigen Schrifttum einige Vorschläge für die Ausführung und Anwendung von Strahlpumpen für diese Zwecke, u. a. auch der Vorschlag einer mehrstufigen Anordnung, jedoch konnte keiner dieser Vorschläge in der Praxis mit Erfolg durchgeführt werden. Die Schwierigkeiten des praktischen Betriebes derartiger Strahlpumpen sollen an Hand der Abb. i und :2 dargelegt werden.
  • In der Abb. i ist zum Vergleich mit der erfindungsgemäßen Pumpe die Leistungslinie einer einstufigen und normalen Strahlpumpe, wie sie bisher vielfach ausgeführt wurde, dargestellt. Die Leistungslinie erstreckt sich über ein Gebiet verhältnismäßig geringer Förderhöhen und verhältnismäßig großer Flüssigkeitsmengen. Bei diesen bisher üblichen Leistungen von gleichförmig wirkenden Strahlpumpen ergeben sich im praktischen Betrieb keinerlei Schwierigkeiten.
  • In der Abb.2 ist nun die Lesstungslinie einer Strahlpumpe für sehr große Förderhöhen von vielen hundert Metern wiedergegeben. Die Förderhöhe ist hierbei also relativ sehr groß gegenüber der geförderten Flüssigkeitsmenge.
  • Durch eine große Zahl von Versuchen wurde festgestellt, daß derartige Strahlpumpen, welche relativ kleine Flüssigkeitsmengen auf sehr große Höhen fördern sollen, vielfach keine normalen Leistungslinien ergeben. Es setzt vielmehr schon bei kleinster Förderung plötzlich die Wirkungsweise des Energiestrahles aus, so daß dieser Wert der Förderung nicht ohne weiteres überschritten werden kann. In der Leistungslinie der Abb. z ist dieser Punkt des Leistungsabfalles mit i angegeben. Es ist zu erkennen, daß die Leistungslinie bereits abbricht, bevor die Pumpe ihre normale Leistung erreicht hat. Als Ursache dieser Störung ist nach den vorgenommenen Messungen von ausgeführten Pumpen eine Abweichung von dem normalen Druck im Eintritt des Diffusors der Strahlpumpe anzusehen. Es tritt dort ein Unterdruck auf, durch den eine Ablösung der Strömung-von den Wandungen herbeigeführt und naturgemäß eine entsprechende Verengung des freien Querschnitts und Drosselung jeder weiteren Flüssigkeitszufuhr bewirkt wird.
  • Die Erfindung bezweckt, diesen Übelstand zu vermeiden und erreicht dies durch Verwendung einer zwei- oder mehrstufigen Strahlpumpe, die so ausgebildet ist, daß in der ersten Stufe die Größe des Austrittsquerschnittes der Preßdüse weniger als 0,5 der Größe des kleinsten O_uerschnittes des Diffusors beträgt, und daß in der zweiten Stufe die Größe des Austrittsquerschnittes der Preßdüse mehr als o,6 der Größe des kleinsten Querschnittes des Diffusors beträgt.
  • Eine gemäß der Erfindung ausgeführte zweistufige Strahlpumpe ist in Abb.4 beispielsweise dargestellt. 2 ist das Zuführungsrohr der Preßdüse für beide Stufen. Die erste Stufe besteht aus der PreßdüSe 3 mit dein Austrittsquerschnitt 4 und dem Diffusor 5 mit dem engsten Querschnitt 6, die zweite Stufe wird gebildet von der Preßdüse 7 mit dem Austrittsquerschnitt 8 und dem Diffusor 9 mit dem engsten Querschnitt zo. Der Querschnitt 1o steht in Verbindung mit dem Ende des Diffusors 5, während das Ende des Diffusors 9 in die nach oben führende Abflußleitung mündet. In der ersten Stufe beträgt die Ouerschnittsfläche 4 der Preßdüse weniger als o,5 der Ouerschnittsfläche 6. In der zweiten Stufe beträgt die Querschnittsfläche 8 mehr als o,6 der Querschnittsfläche z o.
  • Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Strahlpumpe ist folgende: Von der durch das Rohr 2 zugeführten Preßflüssigkeit tritt in der ersten Stufe ein demDüsenquerschnitt4entsprechender kleiner Teil mit hoher Geschwindigkeit aus und reißt die zu fördernde Flüssigkeit mit sich in den Diffusor 5. Im Diffusor wird die Geschwindigkeit in Druck umgewandelt, so daß die Flüssigkeit mit einem erhöhten Druck in die zweite Stufe eintritt. Hier wird sie von dem aus der Preßdüse 7 austretenden Hauptteil der Preßflüssigkeit erfaßt und auf hohen Druck gebracht.
  • Dadurch, daß in der ersten Stufe (der Vorstufe) die Flüssigkeit schon auf einen gewissen Druck gebracht wird, mit dem sie der zweiten Stufe (der Hauptstufe) zufließt, wird erreicht, daß in der Hauptstufe keine Kavitation eintritt. Es ist damit das Abreißen der Strömung, bevor der geNvünschte Wert der Fördermenge erreicht ist, mit Sicherheit verhindert.
  • Die beiden Stufen der Strahlpumpe haben also ganz verschiedene, scharf voneinander getrennte Aufgaben. Die eigentliche Förderung der Flüssigkeit auf den verlangten hohen Druck erfolgt durch die Hauptstufe, während die Vorstufe die Aufgabe hat, einen Zulaufdruck für die Hauptstufe zu erzeugen. Gemäß der Erfindung sind die Querschnittsv erhältnisse der beiden Stufen so abgestimmt, daß sie diese verschiedenen Aufgaben in möglichst vollkommener Weise erfüllen können. Bei der Vorstufe muß vor allem dafür gesorgt sein, daß in dieser Stufe, die ja ohne Zulaufdruck arbeitet, die verlangte Flüssigkeitsmenge gefördert wird, ohne daß ein Abreißen eintritt.
  • Durch Versuche ist festgestellt worden, daß das Abreißen in der Vorstufe vermieden wird, wenn die in dieser Stufe erzeugte Förderhöhe verhältnismäßig klein ist, und zwar wurde als Bedingung für die Förderhöhe gefunden, daß sie kleiner sein muß als der Triebdruck, wobei unter Triebdruck der Unterschied der Drücke unmittelbar vor und hinter der Stufe zu verstehen ist. Umgekehrt muß in der Hauptstufe die bei einem bestimmten Triebdruck erzeugte Förderhöhe möglichst groß sein, damit bei gegebener Förderhöhe der erforderliche Triebdruck möglichst klein gehalten wird. Es wurde gefunden, daß diese Bedingung erfüllt ist, wenn in der Hauptstufe die erzeugte Förderhöhe größer ist als der Triebdruck dieser Stufe.
  • Für die konstruktive Ausführung der Strahlpumpe folgt daraus auf Grund der hydraulischen Beziehungen, daß in der Vorstufe die Größe des Austrittsquerschnittes der Preßdüse weniger als o,5 des kleinsten Querschnittes des Diffusors betragen muß, und daß in der Hauptstufe die Größe des Austrittsquerschnittes mehr als o,6 der Größe des kleinsten Querschnittes des DifFusors betragen muß.
  • Die so ausgebildete Strahlpumpe ist auch im Hinblick auf den Wirkungsgrad besonders vorteilhaft. An sich ist mit jeder mehrstufigen Anordnung der Strahlpumpe eine Verringerung des Wirkungsgrades verknüpft. Dies ergibt sich daraus, daß die für die erste Stufe verwendete Triebflüssigkeit zusammen mit der Förderflüssigkeit in die zweite Stufe eintritt, so daß also in der zweiten Stufe eine vermehrte Energie aufgewendet werden muß, weil auch die Triebflüssigkeitsmenge der ersten Stufe mit auf die verlangte Höhe zu heben ist. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Querschnitte in der Vorstufe und in der Hauptstufe ist nun die Triebflüssigkeitsmenge der ersten Stufe verhältnismäßig sehr klein. Damit wird aber auch die in der zweiten Stufe erforderliche zusätzliche Energiemenge klein gehalten, und es tritt somit keine nennenswerte Verringerung des Gesamtwirkungsgrades ein.
  • Ein Beispiel für die-mit der erfindungsgemäß ausgeführten Strahlpumpe erzielten Leistungskurven ist in Abb. 3 dargestellt. Diese Abbildung zeigt die Leistungslinie einer zweistufigen Pumpe, die ebenso wie die einstufige Pumpe der Abb. a verhältnismäßig sehr kleine Wassermengen auf sehr große Höhen fördert. Durch die Ausführung der Strahlpumpe gemäß der Erfindung wird aber im Gegensatz zur Abb. 2 ein normaler Verlauf der Kennlinien bis über das Wirkungsgradmaximum hinaus erreicht, ohne daß ein Abreißen der Förderung eintritt.
  • Aus der Wirkung der beiden hintereinandergeschalteten Stufen ergibt sich, daß in allen Fällen die zweite Stufe verhältnismäßig nahe hinter der ersten angeordnet sein soll, so daß die ersten beiden Stufen der erfindungsgemäßen Strahlpumpe im allgemeinen gemeinsam am Anfang eines Förderrohres anzubringen sind.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Zwei- oder mehrstufige, durch Flüssigkeit betriebene Strahlpumpe zum Fördern von Flüssigkeit, insbesondere von Erdöl aus tiefen Bohrlöchern, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Stufe die Größe des Austrittsquerschnittes der Preßdüse weniger als 0,5 der Größe des kleinsten Querschnittes des Diffusors beträgt, und daß in der zweiten Stufe die Größe des Austrittsquerschnittes der Preßdüse mehr als o,6 der Größe des kleinsten Querschnittes des Diffusors beträgt.
DESCH95068D 1931-08-16 1931-08-16 Zwei- oder mehrstufige, durch Fluessigkeit betriebene Strahlpumpe zum Foerdern von Fluessigkeit Expired DE578900C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE974838C (de) * 1937-06-18 1961-05-10 Hans Kiefer Vorrichtung zum Einbringen eines Netzmittels in einen zum Loeschen eines Braunkohlenstaubbrandes od. dgl. bestimmten Druckwasserstrom
WO2020207847A1 (de) * 2019-04-08 2020-10-15 Norma Germany Gmbh Strahlpumpe

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CN113614386A (zh) * 2019-04-08 2021-11-05 德国诺玛公司 射流泵
US11905978B2 (en) 2019-04-08 2024-02-20 Norma Germany Gmbh Jet pump

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