DEP0048377DA - Verfahren zum Betrieb von Dampfstrahlverdichtern in hohem Vakuum - Google Patents

Description

Seit etwa 15 Jahren werden in zunehmendem Masse Dampfstrahlapparate in Kaskadenschaltung zur Erzeugung hohen Vakuums benutzt.

Mit den bisher üblichen Apparaten lassen sich absolute Drücke von da. 1 mm erreichen, wobei als Betriebsdampf Dampf mit Spannungen von 1 - etwa 10 ata benutzt wird. Dieser Dampf wird in Laval-Düsen bis auf den Druck im Saugraum des Dampfstrahlapparates entspannt. Je grösser nun das Verhältnis zwischen dem Druck vor der Düse und dem Druck im Saugraum wird, umso länger muss der erweiterte Teil der Düse gehalten werden, da das genannte Verhältnis bestimmend für das Verhältnis zwischen dem engsten und dem Austrittsdurchmesser der Düse ist, und da der Erweiterungswinkel nicht beliebig gross genommen werden kann. Bei einem gegebenen Druck des zur Verfügung stehenden Dampfes werden die Düsen also umso länger, je höheres Vakuum erreicht werden soll. Ausserdem werden die engsten Durchmesser der Düsen für ein gegebenes Ansaugvolumen immer kleiner. Hierdurch treten mehrere Nachteile auf. Düsen mit sehr kleinen Durchmessern und sehr grossen Längen lassen sich schwierig mit der nötigen Genauigkeit herstellen. Ausserdem werden bei den hohen auftretenden Geschwindigkeiten die Strömungsverluste so gross, dass die Energieausnutzung sehr schlecht wird. Bei sehr langen Düsen besteht auch die Gefahr der Vereisung, die man in bereits bekannter Weise durch Beheizung der Düsen zu verhindern sucht. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb von Dampfstrahlapparaten, wobei als Betriebsdampf Vakuumdampf benutzt werden soll. Bezeichnet man den Druck vor der Düse mit P1, den Druck im Saugraum mit P(sub)o, so ist das Verhältnis P1 : P(sub)o das Entspannungsverhältnis, massgebend für das Durchmesserverhältnis und damit für die Länge der Düse, wie bereits oben erläutert.

Entspannungsverhältnisse, die grösser als 500 sind können bereits als unzweckmässig angesehen werden. Nichtsdestoweniger wurden bisher in der Praxis Düsen mit Entspannungsverhältnissen bis zu 5000 in Strahlapparaten benutzt. Sollen nun noch niedrigere Drucke erreicht werden, z.B. 0,1 mm Hg absolut, so würden selbst bei Betrieb mit Abdampf sich Entspannungsverhältnisse von über 7000 ergeben. Erfindungsgemäß soll in solchen Fällen der Betriebsdampf mit einem Druck zugeführt werden, der wesentlich unter 1 ata liegt, und ein Strahlapparat für einen Ansaugdruck von 0,1 mm abs. würde z.B. mit Dampf von 50 mm abs. zu betreiben sein. Damit würde das Entspannungsverhältnis den Wert 500 annehmen, wodurch die eben geschilderten Nachteile bei der Herstellung und im Betrieb der Treibdüse wegfallen würden.

Infolge des grossen spezifischen Volumens des Vakuumdampfes wird nämlich auch der engste Durchmesser der Düse soweit vergrössert, dass die Herstellungsschwierigkeiten in Wegfall kommen.

Der Vakuumdampf für den Betrieb der Strahlverdichter kann entweder einem der zwischen den nachgeschalteten Strahlapparaten liegenden Zwischenkondensatoren entnommen werden, oder er kann in an sich bekannter Weise in einer besonderen Einrichtung erzeugt werden. Zweckmässig wird durch eine automatische Regelung bewirkt, dass der absolute Druck des als Treibdampf dienenden Vakuumdampfes konstant bleibt.

Eine beispielsweise Anwendung des geschilderten Verfahrens zeigt Fig. 1) bei einem 5stufigen Dampfstrahl-Luftsauger-Aggregat. Das Aggregat besteht aus den beiden Vorschaltstufen 1 und 2, den 3 Kondensatoren 3, 4 und 5, sowie den zwischen- und nachgeschalteten Dampfstrahlluftsaugern 6. 7 und 8. Den Strahlapparaten 6, 7 und 8 wird der Betriebsdampf durch die Verteilerleitung 9 in üblicher Weise zugeführt. Die beiden Vorschaltstufen 1 und 2 erhalten erfindungsgemäss ihren Betriebsdampf nicht aus der Verteilerleitung 9, sondern Vorschaltstufe 1 ist durch das Rohr 10 mit dem Kondensator 3 und Vorschaltstufe 2 durch das Rohr 11 mi9t dem Kondensator 5 verbunden. Die Entnahmestellen des Vakuumdampfes an den Kondensatoren 3 und 5 sind so gewählt, dass der durch die Rohre 10 und 11 den Treibdüsen der Strahlapparate 1 und 2 zuströmende Dampf nur eine ganz geringe Luftbeimengung enthält. 12, 13 und 14 sind die Ventile zum Einregulieren des Kühlwassers für die Kondensatoren. Die Ventile 12 und 14 werden durch die Regler 15 und 16 automatisch so betätigt, dass das Vakuum an den Kondensatoren 3 und 5 konstant bleibt. Hierdurch wird erreicht, daß der diesen Kondensatoren entnommene als Betriebsdampf der Vorschaltstufen dienende Vakuumdampf den Treibdüsen der Vorschaltstufen immer mit demselben absoluten Druck zur Verfügung steht.

Fig. 2) zeigt die beiden Vorschaltstufen von Fig. 1), wobei der als Betriebsdampf dienende Vakuumdampf in einem Dampfbeheizten Kessel K erzeugt wird. Die Heizdampfzufuhr des Kessels wird durch den Regler R gesteuert, der in Abhängigkeit von Druck oder Temperatur im Kessel selbst arbeitet.

Claims (7)

1.) Verfahren zum Betrieb von Dampfstrahlverdichtern für hohes Vakuum, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsmittel Dampf oder Dampf-Luftgemisch mit einem Druck kleiner als 1 ata abs. erzeugt wird, welcher der bzw. den Treibdüsen zugeführt wird und sich darin bis auf den Druck im Saugraum entspannt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumdampf einem nachgeschalteten Kondensator entnommen wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem zur Entnahme dienenden Kondensator durch eine den Kühlwasserfluss regulierenden Einrichtung in an sich bekannter Weise konstant gehalten wird.

4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Betrieb des Apparates dienende Vakuumdampf durch einen mit einer beliebigen Heizeinrichtung versehenen Dampferzeuger in an sich bekannter Weise hergestellt wird.

5.) Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum im Dampferzeuger in an sich bekannter Weise durch eine Regeleinrichtung, die die Beheizung beeinflusst, konstant gehalten wird.

6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumdampf einem wassergefüllten Behälter entnommen wird, dessen Inhalt durch Einblasen von Dampf auf der dem gewünschten Druck entsprechenden Temperatur gehalten wird.

7.) Verfahren nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des eingeblasenen Dampfes in an sich bekannter Weise durch eine Druck- oder temperaturabhängige Regeleinrichtung gesteuert wird.