EP0377125B1 - Wasserstrahlpumpe - Google Patents

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EP0377125B1
EP0377125B1 EP19890122399 EP89122399A EP0377125B1 EP 0377125 B1 EP0377125 B1 EP 0377125B1 EP 19890122399 EP19890122399 EP 19890122399 EP 89122399 A EP89122399 A EP 89122399A EP 0377125 B1 EP0377125 B1 EP 0377125B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
diameter
jet pump
tube
measures
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP19890122399
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0377125A1 (de
Inventor
Simon Redl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anton Steinecker Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Anton Steinecker Maschinenfabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anton Steinecker Maschinenfabrik GmbH filed Critical Anton Steinecker Maschinenfabrik GmbH
Publication of EP0377125A1 publication Critical patent/EP0377125A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0377125B1 publication Critical patent/EP0377125B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/44—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
    • F04F5/46—Arrangements of nozzles

Definitions

  • the invention relates to a water jet pump for extracting and depositing dust-containing gases from a container, with a pump tube, at one end of which an injector tube with an injector nozzle for injecting a water jet into the pump tube is arranged, so that a on the rear side of the water jet in the pump tube Vacuum area arises, and with a suction opening that opens into the pump tube in the vacuum area.
  • Such water jet pumps are known in the prior art.
  • the advantage of such water jet pumps is that they can work without a filter, so that advantages can be achieved both in terms of maintenance and in terms of constant performance when dust-containing gases are to be extracted from containers.
  • an injector nozzle is used at the other end, which forms the water jet in a suitable manner, in particular for the wall of the Steers the pump tube.
  • the insert nozzle used for this purpose has correspondingly curved grooves on its outer jacket, which overall makes the manufacture of the nozzle expensive and complex. With other nozzle inserts, tapered bores and other steel-forming elements are used, which also lead to a considerable manufacturing outlay.
  • the invention has for its object to provide a water jet pump that offers a high suction power with a simple structure.
  • the aforementioned water jet pump is characterized in that the injector nozzle has a support plate with a bore that reduces the diameter of the injector tube and that a pin is arranged on the downstream side of the support plate by means of narrow webs with a conical tip pointing towards the bore.
  • the injector nozzle only requires a support plate, a pin with a cone tip and webs which hold the pin on the support plate so that the cone tip points towards the bore.
  • the bore has a smaller diameter than the injector tube. Water that enters the injector tube under pressure exits the injector tube through the bore of the support plate and then reaches the effective area of the cone tip.
  • the cone tip widens the water jet and directs it towards the inner wall of the pump tube. In order to hold the cone tip in position, it is sufficient to let narrow webs run between the support plate and the pin that carries the cone tip. These narrow webs hardly affect the beam expansion and hold and center the cone tip with respect to the bore in a simple manner.
  • the construction of an injector nozzle constructed in this way is extremely simple, but it has been shown that very good suction power can nevertheless be achieved for a water jet pump equipped with such an injector nozzle.
  • the two narrow webs are formed by two opposing steel welding wires.
  • Steel welding wires of very small diameters can be used. It has proven to be sufficient to use two welding wires of this type located opposite one another for holding the cone tip on the support plate.
  • the diameter of the base surface of the cone tip is between 15 to 35% larger than the diameter of the bore in the support plate.
  • An angle between 10 ° and 14 °, preferably of 12 °, has proven to be particularly suitable as the angle of inclination of the cone walls to the center axis of the cone. Too large an angle would result in the water jet being slowed down too much and therefore in its flow velocity, which also determines the suction power, would be slowed down. An angle that is too flat would have the disadvantage of insufficient beam expansion. The best results are achieved in the specified angular range.
  • the pin is a round pin, at one end of which the cone tip is formed.
  • the total length of the pin in a preferred embodiment is three times the height of the cone from its downstream end to the tip of the conical end.
  • the webs run from the outer edge of the support plate to the downstream end of the pin, the webs overlap the expanding water jet in an area in which the jet has already been expanded so that the passage of the webs does not constitute a significant impediment to the water flow.
  • the injector nozzle is arranged so that the downstream end of the pin is arranged in the central axis of the suction opening.
  • the vacuum is thus generated directly in the area of the suction opening, on the other hand the dust, which is then sucked into the pump tube through the suction opening, is also captured by the water jet, bound and then transported to the outlet end of the pump tube.
  • a collecting container for water and dust is arranged at the downstream end of the pump tube.
  • the collecting container is designed in the manner of an overflow container, the downstream end of the pump tube being inserted into the collecting container in such a way that its lower edge lies below an overflow edge of the collecting container.
  • the water passing through the water jet pump and the partially bound and partially entrained dust fall into the collecting container.
  • a certain water level forms in the collecting container, whereby the dust not bound in the water jet pump is then bound in any case in the water bath of the collecting container.
  • the overflow of the water bath can be collected or drained into the ground.
  • the collecting container In order to be able to empty the collecting container after the pumping operation has ended, the collecting container has a closable idle opening in the bottom.
  • Such a water jet pump has proven to be particularly advantageous for suction on a kieselguhr stirred tank, but is not for this application limited.
  • FIG. 1 shows the water jet pump 1 according to the invention arranged on a kieselguhr stirred tank 2.
  • the water jet pump 1 is arranged on the side of the tank and has a pump tube 5 which runs essentially in a vertical orientation along the side wall of the tank 2.
  • a suction opening 6 is formed laterally in the area of the upper end 8 of the pump tube 5, via which the water jet pump 1 is connected to the interior of the container 2.
  • the water jet pump is closed at the upper end by a flange 20, through which an injector tube 3 penetrates.
  • the injector tube has a smaller diameter than the pump tube and runs into the interior of the pump tube. Water can be introduced into the interior of the pump tube via this injector tube, which is provided at the upper end with a connecting flange for connection to a water pipe.
  • the injector nozzle 4 At the lower end of the injector tube in the drawing sits the injector nozzle 4, the specific configuration of which is shown below with reference to FIG Figures 2 and 3 is further explained.
  • the pump tube 5 extends over a certain length, which can be of the order of 1 to 3 m, in the vertical direction to the side next to the container 2 and opens with its downstream end 9 into a collecting container 7.
  • the lower edge 10 of the pump tube 5 lies here below an overflow opening 17 formed in the collecting container 7, so that the water jet passing through the pump tube is collected in the collecting container together with the extracted gases or dust particles.
  • the dust particles are finally bound there unless they are already bound by the water jet when they pass through the sample tube.
  • the water then exits via the overflow edge 17 and can either be fed to a drain, but can also be reprocessed and brought back to the pump inlet, so that a closed circuit is created which reduces water consumption.
  • the injector nozzle 4 which is arranged at the lower end of the injector tube 3, is shown in FIG.
  • This injector nozzle consists of a support plate 11, a pin 14 with a conical tip 15, and two welding wires 13a and 13b, which hold the pin in the position shown in FIG. 2 and connect it to the support plate 11.
  • the support plate is a simple metal plate that closes the injector tube 3 at the lower end.
  • This support plate has a bore 12, the diameter of which is selected as a function of the diameter of the pump tube 5, but is always smaller than the diameter D I of the injector tube.
  • the pin 14 is a pin with a round diameter, on the end of which facing the bore 12 the cone tip 15 is formed.
  • the pin is arranged so that the Cone tip at the level of the downstream surface 11a of the support plate 11 is concentric with the bore axis of the bore 12.
  • the angle of inclination ⁇ of the cone tip with respect to the central axis M S of the pin 14 is 12 ° in the exemplary embodiment shown.
  • the total height l of the pin from its downstream end 14a to the tip 14b of the pin is three times the height H K of the cone tip 15.
  • the pin is held in this position shown over two narrow webs, realized by two welding wires with a diameter of 2mm, which run from the edge area of the support plate 11 to the end 14a of the pin 14 and are welded at their ends to the corresponding parts.
  • two welding wires with a diameter of 2mm, which run from the edge area of the support plate 11 to the end 14a of the pin 14 and are welded at their ends to the corresponding parts.
  • FIG. 3 shows, only two such welding wires are used in this exemplary embodiment, but this is entirely sufficient for holding the pin 14.
  • the arrangement of these welding wires does not significantly impair the cone-shaped spread of the water jet.
  • the diameter b of the base surface 16 of the cone tip 15 is somewhat larger than the bore diameter a in the support plate, so that a complete jet expansion can also take place of that part of the water jet which passes through the bore 12 at the edge region. Expressed in percentages, it has proven to be advantageous if the diameter of the base surface 16 of the cone tip 15 is between 15 to 35% larger than the diameter a of the bore 12 in the support plate 14. Pin and cone tip are integrally formed in the embodiment shown, but it would also be conceivable to arrange the cone tip 15 on a separate support pin, which, however, must be designed so that it does not affect the unhindered spread of the water jet cone.
  • the diameter of the injector tube, the diameter of the bore 12 in the support plate 11 and the diameter of the base surface 16 of the cone tip 15 must be adapted to the respective inner diameter of the pump tube.
  • a diameter a of the bore 12 in the support plate 11 of 5mm and the diameter b of the base surface 16 of the cone tip of 6mm have proven to be optimal, while for the same diameter of the injector pipe for a pump tube diameter of 100mm, the bore diameter a 6.2mm and the diameter b 8mm and with a pump tube inner diameter of 125mm, the bore diameter a of 7.7mm and the diameter b of 10mm brings the best results.
  • the water jet pump with the upper flange at the upper end of the injector tube 3 is connected to a water source from which water can be supplied under pressure.
  • the water jet exits through the bore 12 in the support plate 11 and is widened by the cone tip 15 directly at the downstream end of the bore 12. This creates an expanding water jet cone, which then strikes the inner wall of the pump tube 5 after a certain distance. Due to the expansion of the jet, which occurs at high speeds, a negative pressure is created in the rear area of the water jet, ie in the area of the suction opening 6 in FIG. 1 and then carried away with the water stream propagating downwards. The dust is bound by the water.
  • a water jet pump of this type works maintenance-free and is in particular in no way susceptible to clogging, so that it is possible to work with a constant pump performance.
  • the design of the injector nozzle is also extremely simple and brings high suction power with it.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wasserstrahlpumpe zum Absaugen und Niederschlagen von staubhaltigen Gasen aus einem Behälter, mit einem Pumpenrohr, an dessen einem Ende ein Injektorrohr mit einer Injektordüse zum Einstrahlen eines Wasserstrahls in das Pumpenrohr angeordnet ist, so daß auf der rückwärtigen Seite des Wasserstrahls im Pumpenrohr ein Unterdruckbereich entsteht, und mit einer Absaugöffnung, die im Unterdruckbereich in das Pumpenrohr mündet.
  • Derartige Wasserstrahlpumpen sind im Stand der Technik bekannt. Der Vorteil derartiger Wasserstrahlpumpen liegt darin, daß sie ohne Filter arbeiten können, so daß sowohl im Hinblick auf die Wartung als auch im Hinblick auf die gleichbleibende Leistungsfähigkeit Vorteile immer dann erzielt werden können, wenn staubhaltige Gase aus Behältern abgesaugt werden sollen.
  • Um ein Anwendungsgebiet solcher Wasserstrahlpumpen anzugeben wird auf deren Einsatz im Zusammenhang mit Kieselgurfilteranlagen verwiesen. Um die Kieselgur für den eigentlichen Filter in der richtigen Zusammensetzung und Konzentration zu erhalten, ist es üblich, die Kieselgur zunächst in einen Kieselguranrührbehälter zu schütten, wobei beim Schüttvorgang eine starke Staubentwicklung auftritt. Um zu verhindern, daß aus der Einschüttöffnung der Staub austritt, wird im oberen Bereich des Anrührbehälters eine Wasserstrahlpumpe angeschlossen, die im Anrührbehälter einen gewissen Unterdruck erzeugt, so daß der Kieselgurstaub zur Wasserstrahlpumpe hin abgesaugt und dann durch den Wasserstrahl gebunden und abgeführt wird.
  • Um den Wirkungsgrad bzw. die Saugleistung der Wasserstrahlpumpe zu erhöhen, wird bei bekannten Wasserstrahlpumpen am Injektorrohr, das mit einem Ende an die Wasserzuleitung angeschlossen ist, am anderen Ende eine Injektordüse verwendet, die den Wasserstrahl in geeigneter Art und Weise formt, insbesondere zur Wandung des Pumpenrohrs hin lenkt. Hierzu ist eine spezielle Ausbildung der Injektordüse erforderlich. So war es z.B. (s. GB-A-391619) im Stand der Technik bekannt, eine Injektordüse zu verwenden, die den Wasserstrahl in einzelne Strahlen aufteilt, die dann durch entsprechende Anströmung der Pumpenrohrinnenwandung spiralförmig dort entlanglaufen und einen Sog erzeugen, der dann auf der rückwärtigen Seite den gewünschten Unterdruck bewirkt. Die hierfür verwendete Einsatzdüse weist auf ihrem Außenmantel entsprechend gekrümmt verlaufende Nuten auf, was insgesamt die Herstellung der Düse teuer und aufwendig gestaltet. Bei anderen Düseneinsätzen wird mit sich verjüngenden Bohrungen und weiteren stahlformenden Elementen gearbeitet, die auch zu einem beträchtlichen Herstellungsaufwand führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wasserstrahlpumpe zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine hohe Saugleistung bietet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Wasserstrahlpumpe dadurch gekennzeichnet, daß die Injektordüse eine Tragplatte mit einer den Durchmesser des Injektorrohrs verkleinernden Bohrung aufweist und daß auf der stromabwärtsliegenden Seite der Tragplatte ein Stift mittels schmaler Stege mit einer Kegelspitze auf die Bohrung weisend angeordnet ist. Mit diesen Merkmalen ist der Aufbau der Injektordüse äußerst einfach. Die Injektordüse benötigt lediglich eine Tragplatte, einen Stift mit einer Kegelspitze und Stege, die den Stift an der Tragplatte so halten, daß die Kegelspitze auf die Bohrung weist. Die Bohrung hat einen geringeren Durchmesser als das Injektorrohr. Wasser, das unter Druck in das Injektorrohr gelangt, tritt durch die Bohrung der Tragplatte aus dem Injektorrohr aus und gelangt dann in den Wirkungsbereich der Kegelspitze. Die Kegelspitze weitet den Wasserstrahl auf und lenkt ihn in Richtung auf die Innenwandung des Pumpenrohrs. Um die Kegelspitze in ihrer Position zu halten, genügt es, schmale Stege zwischen der Tragplatte und dem Stift, der die Kegelspitze trägt, verlaufen zu lassen. Diese schmalen Stege beeinträchtigen die Strahlaufweitung so gut wie nicht und halten und zentrieren in einfacher Art und Weise die Kegelspitze bezüglich der Bohrung. Die Konstruktion einer so aufgebauten Injektordüse ist äußerst einfach, es hat sich aber gezeigt, daß sich dennoch sehr gute Saugleistungen für eine mit einer solchen Injektordüse ausgestattete Wasserstrahlpumpe erzielen lassen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die zwei schmalen Stege von zwei sich gegenüberliegenden Stahlschweißdrähten gebildet. Dabei können Stahlschweißdrähte sehr geringen Durchmessers verwendet werden. Es hat sich als ausreichend erwiesen, zwei sich gegenüberliegende derartige Schweißdrähte für die Halterung der Kegelspitze an der Tragplatte einzusetzen. Um eine Ablenkung nach außen über den gesamten Durchmesser der Bohrung und des durch die Bohrung hindurchtretenden Wasserstrahls sicherzustellen, ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser der Basisfläche der Kegelspitze zwischen 15 bis 35% größer als der Durchmesser der Bohrung in der Tragplatte ist.
  • Als Neigungswinkel der Kegelwände zur Kegelmittelachse hat sich ein Winkel zwischen 10° und 14°, vorzugsweise von 12° als besonders geeignet erwiesen. Ein zu großer Winkel hätte die Folge, daß der Wasserstrahl zu stark abgebremst und daher in seiner Strömungsgeschwindigkeit, die die Saugleistung mitbestimmt, gebremst würde. Ein zu flacher Winkel hätte den Nachteil einer zu geringen Strahlaufweitung. Im angegebenen Winkelbereich werden die besten Ergebnisse erzielt.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Stift ein Rundstift, an dessen einem Ende die Kegelspitze ausgebildet ist. Dies stellte eine fertigungstechnische Vereinfachung dar, da dann lediglich der Stift an seinem vorderen Ende entsprechend kegelförmig auszubilden ist. Es wäre aber auch denkbar, die Kegelspitze separat herzustellen und dann auf einem geeigneten Tragstift anzuordnen, was aber einen größeren Aufwand bedeutet. Die Gesamtlänge des Stiftes beträgt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel von seinem stromabwärts gelegenen Ende bis zur Spitze des kegelförmigen Endes dem Dreifachen der Kegelhöhe.
  • Wenn die Stege vom äußeren Rand der Tragplatte zum stromabwärts gelegenen Ende des Stiftes verlaufen, überschneiden die Stege den sich aufweitenden Wasserstrahl in einem Bereich, in dem der Strahl schon so aufgeweitet ist, daß der Durchtritt der Stege keine nennenswerte Behinderung des Wasserstroms darstellt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Injektordüse so angeordnet, daß das stromabwärts gelegene Ende des Stiftes in der Mittelachse der Absaugöffnung angeordnet ist. Damit wird unmittelbar im Bereich der Absaugöffnung der Unterdruck erzeugt, andererseits wird der Staub, der dann durch die Absaugöffnung in das Pumpenrohr eingesogen wird, vom Wasserstrahl mit erfaßt, gebunden und dann zum Auslaufende des Pumpenrohrs befördert.
  • In den Ansprüchen 9 bis 11 sind für verschiedene Pumpenrohrdurchmesser jeweils die Durchmesser des Injektorrohres, die Bohrungsdurchmesser der Tragplatte und die Durchmesser der Basisfläche des Kegels angegeben, die sich als am geeignetsten herausgestellt haben.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß am stromabwärts liegenden Ende des Pumpenrohres ein Auffangbehälter für Wasser und Staub angeordnet ist. Der Auffangbehälter ist in der Art eines Überlaufbehälters ausgestaltet, wobei das stromabwärts liegende Ende des Pumpenrohrs in den Auffangbehälter derart eingesetzt ist, daß seine Unterkante unterhalb einer Überlaufkante des Auffangbehälters liegt. Das die Wasserstrahlpumpe durchlaufende Wasser und der teilweise gebundene und teilweise im Strom mitgesaugte Staub fällt in den Auffangbehälter. Im Auffangbehälter bildet sich ein bestimmter Wasserstand aus, wobei der in der Wasserstrahlpumpe nicht gebundene Staub in jedem Fall dann im Wasserbad des Auffangbehälters gebunden wird. Der Überlauf des Wasserbades kann aufgefangen oder in den Boden abgeleitet werden.
  • Um den Auffangbehälter nach Beendigung des Pumpbetriebs entleeren zu können, weist der Auffangbehälter im Boden eine verschließbare Leerlauföffnung auf.
  • Eine derartige Wasserstrahlpumpe hat sich insbesondere zum Absaugen an einem Kieselguranrührbehälter als vorteilhaft erwiesen, ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt.
  • Die Erfindung wird nun im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert und beschrieben. Dabei zeigt
    • Figur 1 eine an einem Kieselguranrührbehälter angeordnete, erfindungsgemäße Wasserstrahlpumpe in Seitenansicht,
    • Figur 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Injektordüse und
    • Figur 3 eine Ansicht von oben auf die in Figur 2 dargestellte Injektordüse.
  • Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Wasserstrahlpumpe 1 angeordnet an einem Kieselguranrührbehälter 2. Die Wasserstrahlpumpe 1 ist seitlich an dem Behälter angeordnet und weist ein Pumpenrohr 5 auf, das im wesentlichen in vertikaler Ausrichtung entlang der Seitenwand des Behälters 2 verläuft. Seitlich im Bereich des oberen Endes 8 des Pumpenrohres 5 ist eine Absaugöffnung 6 ausgebildet, über die die Wasserstrahlpumpe 1 mit dem Innenraum des Behälters 2 in Verbindung steht. Die Wasserstrahlpumpe ist am oberen Ende durch einen Flansch 20 verschlossen, den abdichtend ein Injektorrohr 3 durchsetzt. Das Injektorrohr hat einen geringeren Durchmesser als das Pumpenrohr und verläuft in das Innere des Pumpenrohres. Über dieses Injektorrohr, das am oberen Ende einen Anschlußflansch zum Anschluß an eine Wasserleitung versehen ist, kann Wasser in das Innere des Pumpenrohres eingeleitet werden. Am in der Zeichnung unteren Ende des Injektorrohres sitzt die Injektordüse 4, deren konkrete Ausgestaltung weiter unten anhand der Figuren 2 und 3 weiter erläutert wird.
  • Das Pumpenrohr 5 verläuft über eine bestimmte Länge, die in der Größenordnung von 1 bis 3 m liegen kann, in vertikaler Richtung seitlich neben dem Behälter 2 und mündet mit seinem stromabwärts liegenden Ende 9 in einem Auffangbehälter 7. Die Unterkante 10 des Pumpenrohres 5 liegt dabei unterhalb einer im Auffangbehälter 7 ausgebildeten Überlauföffnung 17, so daß der das Pumpenrohr durchlaufende Wasserstrahl zusammen mit den abgesaugten Gasen bzw. Staubpartikeln im Auffangbehälter aufgefangen wird. Die Staubpartikel werden dort, sofern sie nicht bereits bei dem Durchtritt durch das Probenrohr vom Wasserstrahl gebunden werden, endgültig gebunden. Das Wasser tritt dann über die Überlaufkante 17 aus und kann entweder einem Abfluß zugeführt werden, kann aber auch wieder aufbereitet und zurück zum Pumpeneingang gebracht werden, so daß ein geschlossener Kreislauf entsteht, der den Wasserverbrauch vermindert. Die Injektordüse 4, die am unteren Ende des Injektorrohres 3 angeordnet ist, ist in der Figur 2 dargestellt. Diese Injektordüse besteht aus einer Tragplatte 11, einem Stift 14 mit einer Kegelspitze 15, sowie aus zwei Schweißdrähten 13a und 13b, die den Stift in der in Figur 2 gezeigten Position halten und ihn mit der Tragplatte 11 verbinden.
  • Die Tragplatte ist eine einfache Metallplatte, die am unteren Ende das Injektorrohr 3 verschließt. Diese Tragplatte weist eine Bohrung 12 auf, deren Durchmesser abhängig vom Durchmesser des Pumpenrohres 5 gewählt wird, jedoch immer kleiner als der Durchmesser DI des Injektorrohres ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Stift 14 ein im Durchmesser runder Stift, an dessen zur Bohrung 12 weisenden Ende die Kegelspitze 15 ausgebildet ist. Der Stift ist so angeordnet, daß die Kegelspitze in Höhe der stromabwärts liegenden Fläche 11a der Tragplatte 11 konzentrisch mit der Bohrungsachse der Bohrung 12 liegt. Der Neigungswinkel α der Kegelspitze bezüglich der Mittelachse MS des Stiftes 14 beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 12°. Die Gesamthöhe l des Stiftes von seinem stromabwärts liegenden Ende 14a bis zur Spitze 14b des Stiftes beträgt das Dreifache der Höhe HK der Kegelspitze 15.
  • Gehalten wird der Stift in dieser gezeigten Position über zwei schmale Stege, verwirklicht durch zwei Schweißdrähte mit einem Durchmesser von 2mm, die vom Randbereich der Tragplatte 11 ab bis zum Ende 14a des Stiftes 14 verlaufen und jeweils an ihren Enden mit den entsprechenden Teilen verschweißt sind. Wie Figur 3 zeigt, sind in diesem Ausführungsbeispiel lediglich zwei solche Schweißdrähte eingesetzt, was jedoch zur Halterung des Stiftes 14 völlig ausreicht. Der Wasserstrahl wird durch die Anordnung dieser Schweißdrähte in seiner kegelförmigen Ausbreitung nicht nennenswert beeinträchtigt.
  • Der Durchmesser b der Basisfläche 16 der Kegelspitze 15 ist etwas größer als der Bohrungsdurchmesser a in der Tragplatte, damit eine vollständige Strahlaufweitung auch desjenigen Teils des Wasserstrahls erfolgen kann, der die Bohrung 12 am Randbereich durchsetzt. In Prozentzahlen ausgedrückt hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Durchmesser der Basisfläche 16 der Kegelspitze 15 zwischen 15 bis 35% größer als der Durchmesser a der Bohrung 12 in der Tragplatte 14 ist. Stift und Kegelspitze sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet, es wäre jedoch auch denkbar, die Kegelspitze 15 auf einem gesonderten Tragstift anzuordnen, der jedoch so ausgestaltet sein muß, daß er die ungehinderte Ausbreitung des Wasserstrahlkegels nicht beeinträchtigt.
  • Der Durchmesser des Injektorrohres, der Durchmesser der Bohrung 12 in der Tragplatte 11 und der Durchmesser der Basisfläche 16 der Kegelspitze 15 müssen dem jeweiligen Pumpenrohrinnendurchmesser angepaßt werden. Für einen Pumpenrohrinnendurchmesser Pi von 80mm hat sich bei einem Innendurchmesser des Injektorrohres von 28mm ein Durchmesser a der Bohrung 12 in der Tragplatte 11 von 5mm und der Durchmesser b der Basisfläche 16 der Kegelspitze von 6mm als optimal erwiesen, während bei gleichem Durchmesser des Injektorrohres für einen Pumpenrohrdurchmesser von 100mm der Bohrungsdurchmesser a 6,2mm und der Durchmesser b 8mm und bei einem Pumpenrohrinnendurchmesser von 125mm der Bohrungsdurchmesser a von 7,7mm und der Durchmesser b von 10mm die besten Ergebnisse bringt.
  • Im Betrieb wird die Wasserstrahlpumpe mit dem oberen Flansch am oberen Ende des Injektorrohres 3 an eine Wasserquelle angeschlossen, aus der Wasser unter Druck zugeführt werden kann. Der Wasserstrahl tritt durch die Bohrung 12 in der Tragplatte 11 aus und wird unmittelbar am stromabwärts gelegenen Ende der Bohrung 12 von der Kegelspitze 15 aufgeweitet. Es entsteht dabei ein sich erweiternder Wasserstrahlkegel, der dann nach einer gewissen Strecke auf die Innenwandung des Pumpenrohrs 5 auftrifft. Durch die Strahlaufweitung, die mit großen Geschwindigkeiten geschieht, entsteht im rückwärtigen Bereich des Wasserstrahls ein Unterdruck, d.h. im Bereich der Absaugöffnung 6 der Figur 1. Staub, der beispielsweise beim Einschütten von Kieselgur in den Anrührbehälter 2 sich entwickelt, wird über die Absaugöffnung 6 angesaugt und dann mit dem sich nach unten fortpflanzenden Wasserstrom mitgerissen. Der Staub wird dabei vom Wasser gebunden. So weit der Staub nur im Luftsog des Wasserstromes mit zum unteren Ende 9 des Probenrohres 5 mitgerissen wird, wird er dort durch das in dem Auffangbehälter 7 vorhandene Wasser gebunden. Das Wasser tritt dann über die Überlaufkanten 17 wie erwähnt aus und kann dann entweder im Kreislauf umgefördert werden oder zum Ablauf gelangen.
  • Eine Wasserstrahlpumpe dieses Typs arbeitet wartungsfrei und ist insbesondere in keiner Weise verstopfungsanfällig, so daß mit einer immer gleichbleibenden Pumpleistung gearbeitet werden kann. Die Ausgestaltung der Injektordüse ist zudem äußerst einfach und bringt hohe Saugleistungen mit sich.

Claims (15)

  1. Wasserstrahlpumpe zum Absaugen und Niederschlagen von staubhaltigen Gasen aus einem Behälter (2), mit einem Pumpenrohr (5), an dessen einem Ende ein Injektorrohr (3) mit einer Injektordüse (4) zum Einstrahlen eines Wasserstrahls in das Pumpenrohr (5) angeordnet ist, so daß auf der rückwärtigen Seite des Wasserstrahls im Pumpenrohr (5) ein Unterdruckbereich entsteht, und mit einer Absaugöffnung, die im Unterdruckbereich in das Pumpenrohr mündet,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Injektordüse (4) eine Tragplatte (11) mit einer den Durchmesser (DI) des Injektorrohres (3) verkleinernden Bohrung (12) aufweist, und daß auf der stromabwärts liegenden Seite (11a) der Tragplatte ein Stift (14) mittels schmaler Stege (13a, 13b) mit einer Kegelspitze (15) auf die Bohrung (12) weisend angeordnet ist.
  2. Wasserstrahlpumpe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die schmalen Stege von zwei sich gegenüberliegenden Stahlschweißdrähten (13a, 13b) gebildet werden.
  3. Wasserstrahlpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Durchmesser (b) der Basisfläche (16) der Kegelspitze (15) zwischen 15 bis 35% größer als der Durchmesser (a) der Bohrung (12) in der Tragplatte (11) ist.
  4. Wasserstrahlpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Neigungswinkel (α) der Kegelwand zur Kegelmittelachse (MS) zwischen 10 und 14°, vorzugsweise 12° beträgt.
  5. Wasserstrahlpumpe nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Stift (14) ein im Durchmesser runder Stift ist, an dessen einem Ende die Kegelspitze (15) ausgebildet ist.
  6. Wasserstrahlpumpe nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gesamtlänge (1) des Stiftes (14) von seinem stromabwärts gelegenen Ende (14a) bis zur Spitze (14b) der Kegelspitze (15) der dreifachen Kegelhöhe (HK) entspricht.
  7. Wasserstrahlpumpe nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stege (13a, 13b) vom äußeren Randbereich der Tragplatte (11) zum stromabwärts gelegenen Ende (14a) des Stiftes (14) verlaufen.
  8. Wasserstrahlpumpe nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Injektordüse (4) so angeordnet ist, daß das stromabwärts gelegenen Ende (14a) des Stiftes (14) in der Mittelachse (MA) der Absaugöffnung (6) angeordnet ist.
  9. Wasserstrahlpumpe nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei einem Pumpenrohrinnendurchmesser (Pi) von 80mm der Innendurchmesser (DI) des Injektorrohres (3) 28mm, der Durchmesser (a) der Bohrung (12) in der Tragplatte (11) 5mm und der Durchmesser (b) der Basisfläche (16) der Kegelspitze (15) 6mm beträgt.
  10. Wasserstrahlpumpe nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei einem Pumpenrohrinnendurchmesser (Pi) von 100mm der Innendurchmesser (DI) des Injektorrohres (3) 28mm, der Durchmesser (a) der Bohrung (12) in der Tragplatte (11) 6,2mm und der Durchmesser (b) der Basisfläche (16) der Kegelspitze (15) 8mm beträgt.
  11. Wasserstrahlpumpe nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei einem Pumpenrohrinnendurchmesser (PI) von 125mm der Innendurchmesser (DI) des Injektorrohres (3) 28mm, der Durchmesser (a) der Bohrung (12) in der Tragplatte (11) 7,7mm und der Durchmesser (b) der Basisfläche (16) der Kegelspitze (15) 10mm beträgt.
  12. Wasserstrahlpumpe nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß am stromabwärts liegenden Ende (9) des Pumpenrohres (5) ein Auffangbehälter (7) für Wasser und Staub angeordnet ist.
  13. Wasserstrahlpumpe nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Auffangbehälter (7) in der Art eines Überlaufbehälters ausgebildet ist, wobei das stromabwärts liegende Ende (9) des Pumpenrohres (5) in den Auffangbehälter (7) derart eingesetzt ist, daß seine Unterkante (10) unterhalb einer Überlaufkante (17) des Auffangbehälters (7) liegt.
  14. Wasserstrahlpumpe nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Boden (18) des Auffangbehälters (7) eine verschließbare Leerlauföffnung (19) angeordnet ist.
  15. Wasserstrahlpumpe nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sie mit ihrer Absaugöffnung (6) an einem Kieselguranrührbehälter (2) angeordnet ist.
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