DE972270C - Vorrichtung zur Erzeugung von Vakuum oder UEberdruck - Google Patents

Vorrichtung zur Erzeugung von Vakuum oder UEberdruck

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DE972270C
DE972270C DEC6530A DEC0006530A DE972270C DE 972270 C DE972270 C DE 972270C DE C6530 A DEC6530 A DE C6530A DE C0006530 A DEC0006530 A DE C0006530A DE 972270 C DE972270 C DE 972270C
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DE
Germany
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Expired
Application number
DEC6530A
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English (en)
Inventor
Ladislaus Dipl-Ing Zimmermann
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Huels AG
Original Assignee
Chemische Werke Huels AG
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Publication date
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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
    • F04F5/467Arrangements of nozzles with a plurality of nozzles arranged in series

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur Erzeugung von Vakuum oder Überdruck Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Vakuum oder Überdruck mit Hilfe mehrerer hintereinandergeschalteter Injektoren.
  • Dampfinjektoren sind seit sehr langer Zeit bekannt, und auch das Betriebsverhalten einstufiger Dampfinjektoren - einen solchen zeigt Abb. r - ist bereits mehrfach beschrieben. Aus einer amerikanischen Veröffentlichung ist z. B. die Bedeutung der Beziehung zwischen Diffusorhals d und engstem Querschnitt e der Treibdüse für einstufige Dampfinjektoren bekannt, wobei jedoch die Treibdüse keine Erweiterung nach Art der Lavaldüse hat. Normalerweise ist die Treibdüse, besonders bei mehrstufigen Dampfstrahlluftsaugaggregaten, wo fast immer eine überkritische Expansion erfolgt, eine ganz normale Lavaldüse, deren Berechnung und Verhalten hinreichend bekannt sind. Jedoch reichen diese Erkenntnisse nicht einmal aus, um einen einstufigen Injektor so zu konstruieren, daB er bei gegebenem Treibdampfdruck eine vorgeschriebene Luft- bzw. Dampfmenge aus einem gewünschten Vakuum mit Sicherheit fördert. Die gebräuchlichen mehrstufigen Dampfstrahlluftsaugaggregate sind ausschließlich auf Grund empirischer Werte konstruiert. Die Literatur enthält keinerlei Angaben, nach denen die Berechnung oder Konstruktion mehrstufiger Dampfstrahlluftsaugaggregate oder Dampfstrahlkälteanlagen vorgenommen werden könnte.
  • Da die Kompressionsleitung eines Dampfinjektors begrenzt ist, müssen zur Erreichung eines hohen Vakuums bzw. niedrigen Di ackes von einigen Torr mehrere Injektoren hintereinandergeschaltet werden, wobei der jeweilige Treibdampf, wie Abb. 2 zeigt, durch dazwischengeschaltete Einspritz- oder Oberflächenkondensatoren niedergeschlagen wird. Somit ist das Erreichen eines bestimmten Vakuums durch unterschiedliche Auslegung der Zwischenstufen auf verschiedenen Wegen möglich. Dadurch besteht die Gefahr, daß die einzelnen Stufen nicht gleichmäl'ig belastet werden und infolgedessen nicht mit optimalem Wirkungsgrad arbeiten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bestimmte Menge Luft bzw. Dampf oder Gase aus einem gewünschten Vakuum bei gegebenem Treibdampfdruck mit Hilfe mehrerer hintereinandergeschalteter, aber harmonisch aufeinander abgestimmter Injektoren zu fördern.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß für die Konstruktion eines Dampfinjektors gemäß Abb. i nur der Durchmesser des Diffusorhalses d, der engste Durchmesser e und der Öffnungsdurchmesser, b der Treibdüse maßgebend sind, während alle anderen Abmessungen des Dampfinjektors einer Grundform geometrisch ähnlich sind. Diese drei Durchmesser müssen in einem ganz bestimmten Verhältnis zueinander stehen, das sich nach den gegebenen Verhältnissen, wie gewünschtes Vakuum, zu fördernde Casmenge und Treibdampfdruck, richtet. Das Öffnungsverhältnis Ö ist das Verhältnis des Öffnungsdurchmessers b zum engsten Durchmesser e der Treibdüse (s. Abb. i), und das Durchmesserverhältnis D ist das Verhältnis des Diffusorhalsdurchmessers d zum engsten Durchmesser e der Treibdüse, d. h. Ö = b/e und D = d/e. Ö und D sind die Kennwerte des Strahlers.
  • Abb. 2 zeigt schematisch einen fünfstufigen Dampfstrahlapparat mit'den Injektoren i bis 5, den zwischen die Stufen geschalteten Öberflächenkondensatoren A, B und C und dem atmosphärisch belüfteten Dampfvernichter E. Der Rezipient ist mit D bezeichnet.
  • Erfindungsgemäß sind die Hauptabmessungen, nämlich der engste Durchmesser d des Diffusors, der engste Durchmesser e der Treibdüse und der Öffnungsdurchmesser b der Treibdüse der einzelnen Injektoren so aufeinander abgestimmt, daß die Kennwerte, d. h. log d/e undlog b/e dereinzelnen Inj ektorstufen, in doppelt logarithmischen Koordinaten dargestellt, auf einer Geraden liegen, wobei zweckmäßig die Unterteilung der Zwischenstufen durch Aufteilung in logarithmisch etwa gleich große Druckstufen erfolgt. Damit sind die Hauptdurchmesser der Inj ektoren harmonisch aufeinander abgestimmt, wobei die einzelnen Stufen energetisch möglichst gleichmäßig belastet und aus den unzähligen Kombinationsmöglichkeiten die jeweils bestmöglichen in Anwendung gebracht werden.
  • Der Diffusorhalsdurchmesser ist auf doppelt logarifhmischen Koordinaten eine lineare Funktion vom Knickvakuum in Torr vor dem Injektor und von der Knickleistung in kg/h der betreffenden Stufe. Zwischen dem Öffnungsverhältnis Ö der Treibdüse und dem sogenannten Knickvakuum, d. h. dem Vakuum bei maximaler Förderleistung bzw. Knickleistung in Torr, besteht bei doppelt logarithmischer Darstellung eine lineare Beziehung. Zu jedem Endvakuum eines Injektors gehört ein bestimmtes, voa der Förderleistung unabhängiges Öffnungsverhältnis und je nach dem niedrigsten Treibdampfdruck ein ganz bestimmtes, optimales, von der Förderleistung gleichfalls unabhängiges Durchmesserverhältnis D. In der Regel sind die Durchflußquerschnitte der Injektoren kreisförmig, mitunter haben sie aber auch eine andere Form, z. B. elliptisch oder ringartig. Man hat auch schon Injektoren gebaut, bei denen mehrere Treibdüsen auf denselben Diffusor arbeiten. In diesen Fällen muß reit einem sogenannten äquivalenten Durchmesser gerechnet werden, d. h. mit dem Durchmesser desjenigen Kreises, der mit dem tatsächlichen Durchflußquerschnitt flächengleich ist.
  • In Abb. 3 sind die Kennlinien, auf denen alle Kennwerte der einzelnen Injektoren liegen, für Kompressionsverhältnisse eines jeden Injektors von 2,3 bis 3,3 dargestellt, wobei unter Kompressionsverhältnis das Verhältnis der Drücke im Kondensator und im Mischraum, d. h. vor und hinter jedem Inj ektor .
  • (s. Abb. i), verstanden wird. Andererseits liegen die Kennwerte je nach dem vorhandenen Treibdampfdruck auf der für die jeweilige Stufe zuständigen zu der linearen Kennlinie etwa senkrecht stehenden optimalen Treibdampfdrucklinie. Diese ist in der Zeichnung für 2,5 atü ausgezogen und für 2 atü gestrichelt dargestellt. Beispiel Ein vierstufiger Dampfstrahler für 2,5 atü minimalen Treibdampfdruck mit folgenden Abmessungen:
    Diffusorhals- Treibdampf- Durchmesser- log. D öffnungs- Üffnungs- log. ö
    durchm. d durchm. e verhältn. D g. durchm. b verhältn. Ö g.
    i. Stufe ....... 8,0 4,2 i,9o 0,28 5,9 1,41 o,i4
    2. - ....... 11,0 3,8 2,84 0,45 7,5 1.97 0,29
    3. - ....... 21,0 4,5 4,68 o,67 14,2 3,16 0,50
    4. - ........ 35,5 4,5 7,88 o,89 25,3 5,62 0,75
    ergab mit drei Einspritzkondensatoren die in Abb. 4 ersichtliche Leistungskurve. Kennzeichnend und hervorzuheben ist die Druckunabhängigkeit aller Stufen des Strahlers in dem Bereich von 2,4 bis 3 atü.
  • Die gestrichelten Linien der Abb.4 stellen die Leistungskurven bei dem optimalen Treibdampfdruck von 2,4 atü dar. Die ausgezogenen Linien zeigen die Leistungskuive für den gleichen Strahler bei einem Treibdampfdruck von 3 atü. Man sieht daraus, daß für einen bestimmten Strahler die Erhöhung des Treibdampfdrucks über den optimalen Wert trotz des dadurch hervorgerufenen stark erhöhten Dampfver- Brauchs nur eine geringfügige Leistungssteigerung ergibt.

Claims (5)

  1. PATEN TA\SP-RÜCHE: i. Vorrichtung zur Erzeugung von Vakuum oder Überdruck mit Hilfe mehrerer hintereinandergeschalteter Injektoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptabmessungen, nämlich der engste Durchmesser d des Diffusors, der .engste Durchmesser e der Treibdüse und der Öffnungsdurchmesser b der Treibdüse der einzelnen Injektoren so aufeinander abgestimmt sind, daß die Kennwerte, d. h. log die und log b/e der einzelnen Injektorstufen, in doppelt logarithmischen Koordinaten dargestellt, auf einer geraden Linie liegen, wobei zweckmäßig die Unterteilung der Zwischenstufen durch Aufteilung in logarithmisch etwa gleich große Druckstufen erfolgt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten zwei bis drei Inj ektorstufen durch Wasserstrahlförderer oder andere Vakuumpumpen, z. B. Wasserringpumpen, ersetzt werden, die so auszulegen sind, daß ihre Leistung gleich der Leistung eines oder mehrerer Injektoren ist, dessen bzw. deren Kennwerte auf der in Anspruch i erwähnten geraden Linie liegen:
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Durchgänge der Inj ektoren nicht kreisförmig, sondern z. B. ringförmig sind und für die Berechnung der Kennwerte jeweils ein äquivalenter Durchmesser statt den Hauptabmessungen zugrunde gelegt wird.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibdüse in mehrere Düsen aufgeteilt iss, wobei für alle engsten Durchmesser e und alle Öffnungsdurchmesser b sinngemäß mit einem äquivalenten Durchmesser zu rechnen ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß statt Dampf als Treibmedium Luft oder ein anderes Gas verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: VDI-Forschungsheft 395, Berlin 1939, S. 4; Chemie-Ingenieur-Technik 1950, S. 148, i5o; D ub b e1, Taschenbuch für den Maschinenbau Il, g. Auflage, 1943, S. 172.
DEC6530A 1952-10-14 1952-10-14 Vorrichtung zur Erzeugung von Vakuum oder UEberdruck Expired DE972270C (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001016493A1 (en) * 1999-08-31 2001-03-08 Dct Double-Cone Technology Ag Double cone for generation of a pressure difference

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None *

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001016493A1 (en) * 1999-08-31 2001-03-08 Dct Double-Cone Technology Ag Double cone for generation of a pressure difference
US6701960B1 (en) 1999-08-31 2004-03-09 Dct Double-Cone Technology Ag Double cone for generation of a pressure difference

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