EP0297550B1

EP0297550B1 - Strahlpumpe

Info

Publication number: EP0297550B1
Application number: EP88110391A
Authority: EP
Inventors: Thilo Volkmann
Original assignee: Individual
Current assignee: VOLKMANN, THILO
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2008-06-29
Also published as: EP0297550A1; DE3851481D1; ATE111569T1; US4938665A

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlpumpe zum Saugen und/oder Fördern strömungsfähiger Stoffe oder Stoffgemische mit Hilfe eines flüssigen oder gasförmigen Treibmediums, bestehend aus einem mit Einlässen für das Treibmedium und den strömungsfähigen Stoff sowie einem gemeinsamen Auslaß versehenen Gehäuse, in welchem zwischen dem Einlaß für das Treibmedium und dem Auslaß ein Strömungskanal ausgebildet ist, der wenigstens eine Treibdüse und wenigstens einen Diffusor bildet und an den hinter der Treibdüse wenigstens eine mit dem Einlaß für den strömungsfähigen Stoff verbindbare Saugkammer angeschlossen ist, wobei der Strömungskanal rechteckigen Querschnitt aufweist und an zwei Seiten symmetrisch von Flächen begrenzt ist, zwischen denen sämtliche zur Symmetrieebene parallelen Längsschnitte durch das Gehäuseinnere identische Schnittkonturen aufweisen.
Eine solche Strahlpumpe ist aus JP-A-61-4899 und JP-A-61-4900 bekannt.
Strahlpumpen - je nach Verwendungszweck auch "Ejektoren" oder "Injektoren" genannt - sind seit langem bekannt und werden hauptsächlich zum Evakuieren abgeschlossener Hohlräume sowie zum Ansaugen und Fördern von Flüssigkeiten, Gasen, Schüttgütern und anderen strömungsfähigen Stoffen benutzt. Mit Hilfe sogenannter Mehrstufen-Ejektoren, bei denen der Diffusor einer Stufe zugleich die Treibdüse für die nächste Stufe unter zunehmender Erweiterung des Strömungskanals von Stufe zu Stufe bildet, ist es möglich, mit hohem Wirkungsgrad Vakuum von mehr als 90 % bis zu sogar 99 % zu erzielen. Daneben werden Strahlpumpen auf vielen anderen Gebieten eingesetzt, insbesondere dort, wo Lärm- und/oder Wärmeentwicklungen kleingehalten werden sollen und Wartungsfreiheit gefragt ist.
Während bisher Strahlpumpen in der Regel in Förderrichtung rotationssymmetrisch gestaltet sind, d. h. zumindest der Strömungskanal mit der Treibdüse und dem Diffusor Kreisquerschnitt aufweist, unterscheiden sich bei den eingangs genannten bekannten japanischen Druckschriften ein Einfach-Ejektor bzw. ein Mehrfach-Ejektor als Strahlpumpen grundsätzlich darin, daß der Strömungskanal anstelle der üblichen rotationssymmetrischen Ausbildung Rechteckquerschnitt aufweist und in einen oder zwei Gehäuseblöcke unter Belassung massiver Blockseiten derart eingearbeitet ist, daß zwischen den parallelen Innenflächen der Blockseiten sämtliche dazu parallelen Längsschnitte durch den Gehäuseblock identische Schnittkonturen aufweisen. Das fertige Gehäuse entsteht dann dadurch, daß entweder der in dieser Form ausgehöhlte Gehäuserblock durch einen glatten Deckel verschlossen wird, der den Strömungskanal an der vierten Seite begrenzt, oder zwei derartige Gehäuseblöcke spiegelbildlich gegeneinander gesetzt werden. Die Herstellung solcher Gehäuseblöcke ist jedoch schwierig und aufwendig, und komplizierte Formgebungen wie insbesondere die Ausbildung von Saugkammern mit düsenartigen Einmündungen der davon ausgehenden Sauganschlüsse in den Strömungskanal lassen sich gar nicht oder allenfalls mit zusätzlichem Aufwand herstellen. Außerdem haftet diesen bekannten Strahlpumpe der Nachteil an, daß die Gehäuseteile individuell gefertigt werden müssen und sich keine Änderungen der Form und Größe des Strömungskanals zur Veränderung der Kapazität der Strahlpumpe oder zur Anpassung an ein anderes Treibmedium bzw. einen anderen Förderstoff vornehmen lassen. Dadurch wird der Kostenaufwand weiter gesteigert, und es lassen sich weder eine wirtschaftliche Massenproduktion noch eine kostengünstige Lagerhaltung realisieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strahlpumpe zum Saugen und/oder Fördern strömungsfähiger Stoffe und Stoffgemische mit Hilfe eines flüssigen oder gasförmigen Treibmediums zu schaffen, die sich einfach herstellen läßt und unter Verwendung einer geringen Anzahl von Grundbauteilen eine Anpassung sowohl an verschiedene Kapazitäten als auch verschiedene Treibmedien und Förderstoffe gestattet.
Ausgehend von einer Strahlpumpe der eingangs genannten Art löst die Erfindung diese Aufgabe dadurch, daß die seitlichen Begrenzungsflächen von getrennten Gehäusewänden gebildet sind, zwischen denen aus Profilkörpern bestehende Wandungselemente die Schnittkonturen bestimmen, und daß der Strömungskanal auf wenigstens einer Seite durch zwei oder mehrere, in Strömungsrichtung betrachtet, hintereinander liegende Wandungselemente begrenzt ist, von denen wenigstens eines austauschbar oder selektiv verstellbar ist.
Die Bildung seitlicher Begrenzungsflächen durch getrennte Gehäusewände ist als solche aus der US-A-2,990,103 bekannt. Dort handelt es sich jedoch nicht um eine Strahlpumpe zum Saugen und/oder Fördern strömungsfähiger Stoffe oder Stoffgemische mit Hilfe eines flüssigen oder gasförmigen Treibmediums, sondern um einen Strahlexhauster mit u.a. rechteckigem Querschnitt eines nach einer Seite und oben offenen Strömungskanals, bei welchem durch fest zwischen den seitlichen Begrenzungswänden angeordneten Ablenkgliedern unterschiedliche Drücke in dazwischen liegenden Kammern erzeugt werden sollen. Eine Treibdüse im Strömungskanal ist nicht vorhanden.
Die Erfindung schafft eine Art Baukastensystem, das mit wenigstens Grundtypen von Seitenwänden und Profilkörpern auskommt, welche bei entsprechender Ausgestaltung in vielen Variationen miteinander kombiniert werden können, wobei insbesondere die Breite des Strömungskanals zur Anpassung an unterschiedliche Medien und Leistungen durch die Dicke der Profilkörper variiert werden kann.
Dabei ergibt sich zugleich auch eine erhebliche Freiheit in der Auswahl der für die Gehäusewände und die Profilkörper zu verwendenden Materialien je nach Treibmedium und zu fördernden Stoff sowie den jeweiligen Druck- und Temperaturbedingungen. So können außer dem verschiedensten Metallen und Kunststoffen auch Sintermetalle, Kunststeine, gesinterte oder ungesinterte Keramik, Oxydkeramik, Glas und sogar Holz zur Anwendung kommen, und zwar sowohl massiv als auch in Gestalt von Beschichtungen, wozu außerdem noch Überzüge aus Eloxal, Nickel, Chrom, Lack u. a. hinzutreten können.
Entsprechend vielfältig sind auch die möglichen Herstellungsverfahren für die Profilkörper, die durch Druck- oder Strangguß, Spritzguß oder Vakuumguß sowie Extrusion im Strang gefertigt werden können. Zur Herstellung der Profilkörper eignet sich auch ganz besonders das Brennschneiden wie beispielsweise das Plasma- oder Laserschneiden, da hierbei über Kopierverfahren gleiche Bauteile, deren Daten einmal programmiert sind, in beliebige Wiederholung und auch in unterschiedlichen Größen proportional hergestellt werden können.
Die Verwendung von Strangprofilen, die mit ihrer Längserstreckung quer zur Strömungsrichtung eingesetzt werden, ist an sich, beispielsweise aus der US-A-3 959 864 und der FR-A-2 253 932, bei Mehrstufen-Ejektoren bekannt. Dabei handelt es sich jedoch um jeweils ein einziges, als Mehrkammerprofil ausgebildetes Strangprofil aus Metall oder Kunststoff mit zwischen den Kammern angeordneten parallelen Trennwänden, in welche nach Anbringung entsprechender Bohrungen hohlzylindrische Düsen von zunehmendem Durchmesser in einer Reihe oder in mehreren Reihen nebeneinander eingesetzt werden. Dies erlaubt weder eine Veränderung der von den Düsen gebildeten Strömungskanäle, noch kann der Kanalquerschnitt beliebig variiert werden, wie dies bei der Erfindung möglich ist.
Die Erfindung gestattet sogar eine divergierende oder konvergierende Anordnung der Seitenwände in Strömungsrichtung, wobei die Seitenwände auch gewölbt sein können, was dann allerdings eine entsprechende Gestaltung der Endflächen an den Profilkörpern erfordert. Es ist deshalb vorzuziehen, wenn - wie aus den oben erwähnten japanischen Anmeldeschriften bekannt - die Seitenwände so ausgebildet und angeordnet sind, daß die seitlichen Begrenzungsflächen eben sind und parallel zueinander verlaufen, so daß der Strömungskanal über seine gesamte Länge konstante Breite aufweist. Durch eine solche Ausbildung läßt sich bereits ein einziges Wandungselement gegenüber den anderen Wandungselementen zum Verändern der Form und/oder Quererstreckung des Strömungskanals in Richtung der Symmetrieebene verstellen. Hierfür kommt eine Verstellung sowohl in Längs- als auch in Querrichtung sowie in beiden Richtungen und/oder eine Verdrehung von Wandungselementen in Betracht, was durch entsprechende Ausbildung und Anordnung der Mittel, mit denen die Wandungselemente an den seitlichen Gehäusewänden gehalten werden, leicht zu realisieren ist.
Nach einem ersten Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der der Erfindung sind die hintereinander liegenden Wandungselemente an einem gemeinsamen Basis-Wandungselement einstellbar befestigt, das sich zumindest über einen größeren Teil der Länge des Strömungskanals erstreckt. Die Einstellung der Wandungselemente an dem Basis-Wandungselement erfolgt dabei zweckmäßig mit Hilfe von Schraubverbindungen mit Langlöchern und/oder mit auswechselbaren Unterlegeelementen verschiedener Größe und/oder verschiedener Winkel zwischen ihren beiderseitigen Auflageflächen. Im letzteren Fall kann durch die verschiedenen Winkel ein Kippen der Wandungselemente um ihre Querachse erreicht werden, wobei Biegekräfte an den Schraubverbindungen in bekannter Weise durch Schrauben mit Kugelköpfen oder Gelenkschrauben vermieden werden können.
Durch entsprechende Profilgestaltung der hintereinander liegenden Wandungselemente lassen sich innerhalb des Pumpengehäuses seitlich vom Strömungskanal gelegene Saugkammern schaffen, die über düsenartige Verengungen mit dem Strömungskanal verbunden sind. Diese Ausbildung ist von besonderem Vorteil bei mehrstufigen Strahlpumpen zur Vakuumerzeugung, bei denen die in den Strömungskanal einmündenden Sauganschlüsse mit zunehmenden Unterdruck durch Rückschlagventile aufeinander folgend gesperrt werden, bis zum Schluß nur noch der an der engsten Stelle des Strömungskanals angeschlossene Saugkanal offen ist. In diesem Fall gestattet die Erfindung durch Anordnung wenigstens eines weiteren Wandungselements die Ausbildung einer gemeinsamen Vorkammer, die mit den Saugkammern über mit Rückschlagklappen versehene Öffnungen verbunden ist. An die gemeinsame Vorkammer kann dann über eine einzige Leitung der zu evakuierende Hohlraum angeschlossen werden, und es erübrigt sich ein kompliziertes Leitungssystem mit darin enthaltenen Rückschlagventilen wie bei den oben genannten japanischen Anmeldungsschriften, bei dem sich zwangsläufig erhebliche Strömungsverluste ergeben, die der Evakuierung abträglich sind.
Statt Rückschlagklappen können natürlich auch andere Rückschlagventile Verwendung finden.
Für die Anordnung der saugseitigen Vorkammer ergeben sich grundsätzlich zwei Möglichkeiten: zum einen kann die saugseitige Vorkammer auf der Außenseite des Basis-Wandlements liegen und von wenigstens einem weiteren, von einem Profilkörper bestehenden Wandungselement begrenzt sein, wobei die Durchtrittsöffnungen in dem Basis-Wandelement angeordnet sind. Die saugseitige Vorkammer kann aber auch auf der Außenseite einer oder beider Seitenwände liegt, wobei dann die Durchtrittsöffnungen in dieser Seitenwand angeordnet sind.
Für die Verbindung der Haupt- oder Basiswandungselemente mit den seitlichen Gehäusewänden ergeben sich ebenfalls verschiedene Möglichkeiten. So können die Wandungselemente an den Seitenwandungen verschraubt sein. Ein besonderes Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung sieht jedoch vor, die Wandungselemente nach entsprechender Ausrichtung zwischen den Seitenwänden zu verspannen, wobei dann zweckmäßig an den Seitenwänden elastische Auflagen vorhanden sind, welche die Spannkräfte gleichmäßig auf die einzelne Wandungselemente übertragen. Dabei können zur Verspannung Zuganker dienen, die sich durch das Innere des Gehäuses erstrecken, oder es können die Seitenwände an ihren Querschnittsenden gegeneinander weisende Schenkel aufweisen, die durch Hakenverschlüsse miteinander verrastbar sind. Dabei versteht es sich von selbst, daß unabhängig von der Art der Verbindung zwischen den Wandungselementen und den Seitenwandungen sowie natürlich auch zwischen den unmittelbar aneinander schließenden Wandelementen für eine gute Abdichtung gesorgt werden muß.
In manchen Fällen kann es erwünscht sein, die Kapazität einer Strahlpumpe am Einsatzort und ggf. sogar während des laufenden Betriebs zu ändern. Auch dies ist auf der Grundlage der Erfindung leicht möglich, und zwar dadurch, daß nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung die Breite des Strömungskanals durch eine Hilfsseitenwand veränderbar ist, welche der Längsschnittkontur des Strömungskanals angepaßt und von einer der beiden Seitenwände aus in dem Strömungskanal zur anderen Seitenwand hin verschiebbar ist. Die Verschiebung kann auf jede beliebige Weise erfolgen, z. B. manuell durch Verstellung einer oder mehrerer Schraubspindeln oder automatisch durch einen Spindelantrieb oder einen Kraftzylinder in Abhängigkeit eines Programms oder im Rahmen eines Regelkreises.
Noch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Strömungskanal in einem ersten Abschnitt durch ein längsgerichtetes Wandungselement in einen engeren Diffusorteil und einen Bypaßkanal unterteilt ist, an den sich ein einen weiteren Diffusorteil bildender gemeinsamer zweiter Kanalabschnitt anschließt. Diese Maßnahme ist wiederum von besonderem Vorteil bei Mehrstufen-Ejektoren, weil dadurch die erste Treibdüse zur Erzielung eines hohen Vakuums besonders eng ausgeführt werden kann, ohne am erweiterten Ende des Strömungskanals zu sehr an Strömungsgeschwindigkeit und damit Saugwirkung zu verlieren.
Schließlich sieht ein letztes Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung vor, daß innerhalb des Gehäuses zwei parallele Strömungskanäle mit darin ausgebildeten Treibdüsen und Diffusoren angeordnet sind, die sich am Ende in einer Mischkammer vereinigen. Hierdurch wird mit dem sich aus der Erfindung ergebenden Baukastensystem auf einfachem Wege eine Mischeinrichtung geschaffen, mit welcher zwei verschiedene strömungsfähige Stoffe für sich angesaugt und am Ende miteinander vermischt werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen senkrechten Längsschnitt durch eine als Mehrstufen-Ejektor ausgebildete erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Strahlpumpe nach Linie I-I in Fig.2,
Fig. 2: einen waagerechten Längsschnitt durch dieselbe Ausführungsform nach Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3: einen Querschnitt nach Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4: einen senkrechten Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform einer ebenfalls zur Verwendung als Mehrstufen-Ejektor eingerichteten Strahlpumpe nach Linie
Fig. 5: einen waagerechten Längsschnitt hierzu nach Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6: einen Querschnitt hierzu nach Linie VI- VI in Fig. 4,
Fig. 7: einen Querschnitt ähnlich Fig. 6 mit einem einer zusätzlichen Einrichtung zum stufenlosen Verändern der Pumpenkapazität,
Fig. 8: drei Ausführungsbeispiele (a), (b), (c) für die auswechselbare Befestigung eines einen Vorsprung bildenden, getrennten Wandungselements an einem Basis-Wandungselement,
Fig. 9: drei Ausführungsbeispiele (a), (b), (c) ähnlich Fig. 8, wobei das getrennte Wandungselement mit einem eine Verstellung ermöglichenden Befestigungsmittel in verschiedenen Stellungen an dem Basis-Wandungselement befestigt ist,
Fig. 10: einen senkrechten Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlpumpe zur Verwendung als Mehrstufen-Ejektor für extrem hohes Vakuum,
Fig. 11: einen senkrechten Längsschnitt ähnlich Fig. 1 mit innerhalb des Gehäuses angeordneten zusätzlichen Einrichtungen und
Fig. 12: einen senkrechten Längsschnitt durch eine Kombination der Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 10 zur Bildung einer Mischpumpe.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine als Mehrstufen-Ejektor ausgebildete Strahlpumpe in einer ersten Ausgestaltungsform der Erfindung. Zwischen zwei ebenen rechteckigen Seitenwänden 10, 12 sind mit Bolzen 14 und Muttern 16 drei Wandungselemente 18, 20, 22 übereinander eingespannt, die aus gleichlangen Profilkörpern mit unterschiedlichen Querschnitten bestehen. Das oberste Wandungselement 22 hat einen langgestreckten geraden Querschnitt. Demgegenüber weisen das untere und das mittlere Wandungselement 18 bzw. 20 in der Hauptsache U-förmige Querschnitte auf und schliessen mit den Schenkelenden dichtend an das nächsthöhere Wandungselement 20 bzw. 22 an, so daß ein geschlossenes Gehäuse mit zwei übereinanderliegenden Innenräumen 24, 26 entsteht.
Der obere Innenraum 26 enthält die eigentliche Strahlpumpe und ist am linken Ende mit einer Einlaßöffnung 28 zum Anschluß der (nicht gezeigten) Zuleitung für ein flüssiges oder gasförmiges Treibmedium und am rechten Ende mit einer Auslaßöffnung 30 versehen, die unmittelbar zur umgebenden Atmosphäre führt. Von der Stegwand 32 des mittleren Wandungselements aufragende pilzförmige Vorsprünge 34, 36, 38, 40, 42, die in der Höhe von links nach rechts abnehmen, bilden zwischen ihren auf einer Linie liegenden oberen Begrenzungskanten und der Unterseite des oberen Wandungselements 22 einen sich von links nach rechts als Diffusor erweiternden Strömungskanal 44 von rechteckigem Querschnitt, der sich zwischen einer Druckkammer 46 an der Einlaßöffnung 28 und einer Entspannungskammer 48 vor der Auslaßöffnung 30 erstreckt. In diesem Strömungskanal wirkt die am Anfang liegende engste Stelle zwischen dem Vorsprung 34 und dem Wandungsteil 22 in bekannter Weise als Treibdüse, durch die das Treibmedium mit hoher Geschwindigkeit in den Strömungskanal 44 einströmt und darin einen zunächst hohen Unterdruck erzeugt, der infolge der mit größer werdendem Querschnitt abnehmenden Strömungsgeschwindigkeit abnimmt, um schließlich in der Entspannungskammer 48 praktisch auf Null abzusinken.
Zwischen den Fußteilen der pilzförmigen Vorsprünge 34, 36, 38, 40, 42 sind Saugkammern 50, 52, 54, 56 gebildet, die über düsenartige Verengungen zwischen den Kopfteilen der Vorsprünge in den Strömungskanal 44 in Strömungsrichtung einmünden. Die Saugkammern 50, 52, 54, 56 stehen außerdem über mit Rückschlagklappen 58 versehene Öffnungen 60 in der Stegwand 32 mit dem unteren Innenraum 24 in Verbindung, der eine gemeinsame Vorkammer bildet, an die über einen Filter 62 und einen Ansaugstutzen 64 sowie eine nicht gezeigte Verbindungsleitung der zu evakuierende Hohlraum anschließbar ist.
Die vorbeschriebene Strahlpumpe arbeitet in bekannter Weise dergestalt, daß zu Beginn der Evakuierung des an den Stutzen 64 angeschlossenen Hohlraums zunächst alle Rückschlagklappen vom Unterdruck im Strömungskanal 44 geöffnet werden und eine maximale Strömungsmenge an Gas oder Luft über sämtliche Saugkammern von dem Treibmedium im Strömungskanal 44 angesaugt und durch die Auslaßöffnung abgeführt wird. Sobald der Unterdruck in der Vorkammer 24 die gleiche Höhe erreicht hat, die an der Einmündung der letzten Saugkammer 56 in den Strömungskanal 44 herrscht, schließt die dortige Rückschlagklappe, und die Evakuierung setzt sich in geringerem Ausmaß nur noch über die restlichen Saugkammern 50, 52, 54 fort, deren Rückschlagklappen noch geöffnet sind. In gleicher Weise schließt dann nach weiterem Ansteigen des Unterdrucks in der Vorkammer 24 auch die Rückschlagklappe in der vorletzten Saugkammer 54 und so fort, bis schließlich nur noch die Rückschlagklappe in der ersten Saugkammer 50 geöffnet ist und nur noch eine geringe Menge Luft oder Gas aus dem Hohlraum über die Öffnung 60 in der ersten Saugkammer 50 abgesaugt wird. Zum Schluß wird auch die Strömung durch diese Öffnung aufhören, und die dortige Rückschlagklappe wird von selbst aufgrund ihrer Vorspannung in Schließrichtung schließen.
Für die Erzeugung des Vakuums im angeschlossenen Hohlraum ist die Rückschlagklappe 58 in der ersten Vorkammer 50 so lange nicht notwendig, wie die Strahlpumpe mit dem Treibmedium betrieben wird. Wird dessen Zufuhr abgeschaltet, kommt diese Rückschlagklappe aktiv zur Wirkung und hält das Vakuum in der Vorkammer 24 und dem angeschlossenen Hohlraum aufrecht.
Die die Wandungselemente bildenden Profilkörper 18, 20, 22 lassen sich, je nach verwendetem Material, in Formen gießen oder spritzen, extrudieren oder aus dem Vollen mit Hilfe bekannter Kopierverfahren ausschneiden oder ausfräsen. Die Breite des Strömungskanals kann dann, besonders nach vorausgegangenem Extrudieren im Strang, durch entsprechendes Ablängen oder, beim Kopieren, durch entsprechende Auswahl der Dicke des Ausgangsmaterials bestimmt werden. Die Eingangsöffnungen für das Treibmittel und den anzusaugenden Stoff sowie die Auslaßöffnung werden entsprechend der Kanalbreite nachträglich in die Wandungselemente 18 bzw. 20 gebohrt oder gefräst. Auch können der Divergenzwinkel und die Breite des Strömungskanals leicht den jeweiligen Erfordernissen dadurch angepaßt werden, daß die Profilschenkel des mittleren Wandungselements 20 gegenüber einer verhältnismäßig großen Ursprungslänge mehr oder weniger gekürzt werden.
Es versteht sich von selbst, daß zwischen den einzelnen Teilen der Strahlpumpe für eine gute Abdichtung gesorgt werden muß, die sich zum einen, wie dargestellt, zwischen den wandungselementen 18, 20 und 22 durch Nut-Feder-Verbindungen und zwischen diesen Wandungselementen und den Seitenwänden durch (nicht gezeigte) dünne elastische Einlagen oder Oberflächenbeschichtungen erzielen läßt.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform einer gleichfalls als Mehrstufen-Ejektor ausgebldeten Strahlpumpe, bei welcher nur zwei Wandungselemente 20 der vorbeschriebenen Ausführungsform verwendet sind, die mit ihren Profilschenkeln und den Vorsprüngen 34, 36, 38, 40, 42 gegeneinander gekehrt sind, so daß der Strömungskanal 44 beiderseits von den äußeren Begrenzungskanten der paarweise einander gegenüberliegenden Vorsprünge 34, 36, 38, 40, 42 begrenzt ist. In diesem Fall ist es erforderlich, die von den Rückschlagklappen 58 verschließbaren Saugöffnungen 60 in wenigstens eine besondere Seitenwand 66 zu verlagern, die seitlich vom Strömungskanal 44 innerhalb des Pumpengehäuses eine Vorkammer 68 abzutrennt, die über einen Anschlußstutzen 70 mit davor liegenden Filter 72 an die zu evakuierende Hohlkammer anschließbar ist. Die Vorkammer 68 wird auf der Außenseite durch eine Gehäuseseitenwand 74 sowie oben und unten durch horizontale Wände 76, 78 abgeschlossen, während eine zweite Gehäuseseitenwand 80 wie die Gehäusewand 12 beim ersten Ausführungsbeispiel den Strömungskanal 44 und die Saugkammern zur anderen Seite hin begrenzt.
Die Gehäuseseitenwände 74, 80 sind im Profil U-förmig ausgebildet und tragen an ihren gegeneinander gerichteten Profilschenkeln Hakenverschlüsse 82, die unter Voraussetzung entsprechender Elastizität des Materials, aus dem die Seitenwände 74, 80 hergestellt sind, eine Schnellverbindung gestatten, durch welche besondere Spannbolzen und Muttern wie beim ersten Ausführungsbeispiel hinfällig werden.
Es ist natürlich auch möglich, auf beiden Seiten der Längsmittelebene und symmetrisch zueinander mit Anschlußstutzen 70 versehene Vorkammern 68 anzuordnen, die über entsprechende Öffnungen 60 mit Rückschlagklappen 58 an die Saugkammern 50, 52, 54, 56 angeschlossen sind.
Fig. 7 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Strahlpumpe nach den Fig. 4 bis 6 mit der Besonderheit, daß von der rechten Gehäuseseitenwand 80 aus eine dem Profil des Strömungskanals und der Kammern 46 bis 56 angepaßte Hilfswand 83 mittels eines Kraftzylinders 84 gegen die Zwischenwand 66 verfahrbar ist, um die Breite des Strömungskanals 44 und damit die Kapazität der Strahlpumpe zu verändern. Der Kraftzylinder 84 kann gemäß einem Programm oder innerhalb eines Regelkreises automatisch gesteuert werden. An seiner Stelle kann auch ein Stellmotor mit einer Gewindespindel verwendet werden. Falls die Breite des Strömungskanals nur von Zeit zu Zeit verstellt werden soll, genügt auch eine von Hand betätigbare Stelleinrichtung wie eine oder mehrere gewöhnliche Gewindespindeln.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen liegt die Höhe und Kantenneigung der Vorsprünge 34, 36, 38, 40, 42 sowie deren Abstand und damit die Größe und Form der Saugkammern 52, 54, 56 fest. Bisweilen kann es aber auch erwünscht sein,zur Anpassung an das jeweilige Treibmedium oder den zu fördernden Stoff den Abstand zwischen den Vorsprüngen 34, 36, 38, 40, 42 und die Neigung der Kopfkanten der Vorsprünge individuell einzustellen. Dies kann gemäß Fig. 8 zum einen dadurch erfolgen, daß die Vorsprünge als gesonderte Wandungselemente ausgebildet und austauschbar an dem dann als Basis-Wandungsteil wirkenden Stegwand 32 befestigt werden. Fig.8(a)zeigt hierzu eine Befestigung mit einem durch Paßsitz oder Klebung befestigten Zapfen 86, der unter begrenzter Gewaltanwendung leicht wieder gelöst werden kann. Bei (b) und (c) sind eine T-Profilnut-Verbindung 88 bzw. eine Keilnutverbundung 90 gezeigt, die nach dem Lösen der Seitenwände ein seitliches Herausziehen der die Vorsprünge bildenden Wandungsteile zum Zwecke des Austauschs gegen Wandungsteile anderer Form und/oder Größe gestatten.
Fig. 9 zeigt demgegenüber die Möglichkeit, Änderungen ohne Austausch des den Vorsprung bildenden Wandungsteils vorzunehmen. Dies geschieht mit Hilfe von Kugelkopfschrauben 92, deren Kugelköpfe in eine entsprechend gestaltete Nut 94 eingesetzt werden, die sich über die gesamte Profillänge des Wandungsteils erstreckt. Die Kugelkopfschrauben 92 durchsetzen in der Stegwand 32 ein Langloch 96 und sind auf deren Rückseite mit Muttern 98 verschraubt, wobei beiderseits der Stegwand Unterlegelemente 100, 102 in Gestalt von sich über die gesamte Profillänge erstreckenden Leisten vorgesehen sind, von denen das obere Unterlegelement 100 verschiedene Dicke (Fig. 9a und b) oder verschiedene Winkel zwischen seinen beiderseitigen Auflageflächen (Fig. 9c) aufweisen kann. Der Kugelkopf der Schraube 92 verhindert dabei eine unzulässige Biegebelastung der Schrauben 96, was ebenso durch die Verwendung bekannter Gelenkschrauben bewirkt werden kann.
Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform einer als Mehrstufen-Ejektor verwendbaren Strahlpumpe zur Erzielung besonders hoher Unterdrücke. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 ist bei dieser Ausführungsform der Strömungskanal unterteilt in einen ersten Abschnitt 44a, in den die Saugkammern 50, 52 münden, und einen zweiten Abschnitt 44b, in den die Saugkammern 54, 56 münden. Mit Hilfe eines an den Seitenwänden befestigten Wandungsteils 104 verläuft neben dem Kanalabschnitt 44a ein Bypaßkanal 106, der sich zwischen den Saugkammern 52, 54 mit dem Kanalabschnitt 44a wieder vereinigt. Mit dieser Ausbildung kann die Treibdüse zwischen dem Vorsprung 34 und dem Zwischenwandungsteil 104 zur Erzielung eines besonders hohen Unterdrucks sehr eng ausgebildet werden, ohne im Abschnitt 44b des Strömungskanals zu sehr an die Strömungsgeschwindigkeit und damit Unterdruck zu verlieren, weil in diesem Abschnitt des Strömungskanals zusätzliches Treibmedium aus dem Bypaßkanal 106 zur Verfügung steht.
Fig. 11 veranschaulicht die Möglichkeit, wie die Strahlpumpe nach Fig. 1 bis 3 durch zusätzliche Wandungselemente weiter ausgebaut werden kann. Anstelle des flachen Wandungselementes 22 ist dort auf das im Querschnitt U-förmige Wandungselement 20 ein zweites im Querschnitt U-förmiges Wandungselement 18′ aufgesetzt, das zwischen seinen Profilschenkeln eine Kammer 108 bildet, das durch ein deckelförmiges ebenes Wandungselement 110 abgeschlossen ist. Die Kammer 108 kann zur Aufnahme von beispielsweise Armaturen 112, 114 dienen, die in entsprechende Öffnungen des Wandungselements 110 eingesetzt sind.
Weiterhin schließt sich an das unterste Wandungselement 18 ein im Querschnitt winkelförmiges Wandungselement 116 an und reicht bis zum deckelförmigen Wandungselement 110, das nach rechts über den dortigen Profilschenkel des Wandungselements 18′ verlängert ist. Hierdurch wird an der Außenseite der Auslaßöffnung 30 eine Dämpfungskammer 118 geschaffen, die über zur Öffnung 30 in der Höhe versetzte Auslaßöffnungen 120 mit der umgebenden Atmosphäre verbunden ist und eine Anzahl Dämpfungselemente 122 aufnimmt, die das Gemisch aus Treibmedium und zu förderndem Stoff innerhalb der Dämpfungskammer 118 mehrfach umlenken und dabei den in der Treibdüse und im Diffusor entstehenden Lärm dämpfen.
Fig. 12 zeigt schließlich eine Kombination der Strahlpumpenausführungen nach den Fig. 1 bis 3 und Fig. 10 zum Zwecke der Vermischung zweier verschiedener Förderstoffe, die zunächst einzeln mit Hilfe zweier parallel geschalteter Ejektoren angesaugt und in einer an die Auslässe angeschlossenen Mischkammer 124 zusammengeführt und miteinander vermischt werden. Auch die Mischkammer kann aus einem oder mehreren Wandungselementen bestehen und mit den Wandungselementen der beiden Strahlpumpen zwischen gemeinsamen Seitenwänden eingeschlossen sein.

Claims

Strahlpumpe zum Saugen und/oder Fördern strömungsfähiger Stoffe oder Stoffgemische mit Hilfe eines flüssigen oder gasförmigen Treibmediums, bestehend aus einem mit Einlässen (28 bzw. 64) für das Treibmedium und den strömungsfähigen Stoff sowie einem gemeinsamen Auslaß (30) versehenen Gehäuse, in welchem zwischen dem Einlaß (28) für das Treibmedium und dem Auslaß (30) ein Strömungskanal (44) ausgebildet ist, der wenigstens eine mit ihm im wesentlichen gleichgerichtete Treibdüse und wenigstens einen Diffusor bildet und an den hinter der Treibdüse wenigstens eine mit dem Einlaß für den strömungsfähigen Stoff verbindbare Saugkammer (24) angeschlossen ist, wobei der Strömungskanal rechteckigen Querschnitt aufweist und an zwei Seiten symmetrisch von Flächen begrenzt ist, zwischen denen sämtliche zur Symmetrieebene parallelen Längsschnitte durch das Gehäuseinnere identische Schnittkonturen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Begrenzungsflächen von getrennten Gehäusewänden (10, 12; 66, 80; 82) gebildet sind, zwischen denen aus Profilkörpern bestehende Wandungselemente (18, 20, 22; 34, 36, 38, 40, 42) die Schnittkonturen bestimmen.
Strahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander liegenden Wandungselemente (34, 36, 38, 40, 42) an einem gemeinsamen Basis-Wandungselement (20/32) einstellbar befestigt sind, das sich zumindest über einen größeren Teil der Länge des Strömungskanals (44) erstreckt.
Strahlpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Wandungselemente (34, 6, 38, 40, 42) an dem Basis-Wandungselement Schraubverbindungen (92, 98) mit Langlöchern (96) und/oder mit auswechselbaren Unterlegelementen (100) zwischen ihren beiderseitigen Auflageflächen dienen.
Strahlpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Profilgestaltung der hintereinander liegenden Wandungselemente (34, 36, 38, 40, 42) innerhalb des Pumpengehäuses seitlich vom Strömungskanal (44) gelegene Saugkammern (50, 52, 54, 56) gebildet sind, die über düsenartige Verengungen mit dem Strömungskanal (44) verbunden sind.
Strahlpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10, 12, 18, 20, 22; 74, 80) wenigstens eine saugseitige Vorkammer (24; 68) ausgebildet ist, die mit den Saugkammern (50, 52, 54, 56) über mit Rückschlagklappen (58) versehene Öffnungen (60) verbunden ist.
Strahlpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die saugseitige Vorkammer (24) auf der Außenseite des Basis-Wandelements (20/32) liegt und von wenigstens einem weiteren, von einem Profilkörper gebildeten Wandungselement (18) begrenzt ist, wobei die Durchtrittsöffnungen (60) in dem Basis-Wandelement (20/32) angeordnet sind.
Strahlpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Saugkammer (68) auf der Außenseite einer oder beiden Seitenwände (66) liegt, wobei die Durchtrittsöffnungen in dieser Seitenwand angeordnet sind.
Strahlpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungselemente zwischen den Seitenwänden (10, 12; 74, 80) dichtend verspannt sind.
Strahlpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seitenwänden (10, 12) elastische Auflagen vorhanden sind, welche die Spannkräfte gleichmäßig auf die einzelnen Wandungselemente übertragen.
Strahlpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (10,12; 74, 80) an ihren Querschnittsenden gegeneinander weisende Profilschenkel aufweisen, die durch Hakenverschlüsse (82) miteinander verrrastbar sind.
Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Strömungskanals (44) durch eine Hilfsseitenwand (83) veränderbar ist, welche der Längsschnittkontur des Strömungskanals (44 ) angepaßt und von einer der beiden Seitenwände (80) zur anderen Seitenwand (66) hin verschieblich ist.
Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal in einem ersten Abschnitt durch ein längsgerichtetes Wandungselement (104) in einen engeren Diffusorteil (44a) und einen Bypaßkanal (106) unterteilt ist, an dem sich ein einen weiteren Diffusorteil bildender gemeinsamer zweiter Kanalabschnitt (44b) anschließt.
Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses zwei parallele Strömungskanäle mit darin ausgebildeten Treibdüsen und Diffusoren angeordnet sind, die sich am Ende in einer Mischkammer (124) vereinigen.