EP0392034A1 - Flüssigkeitsringpumpe mit einem im Seitenschild integrierten Flüssigkeitsabscheider - Google Patents

Flüssigkeitsringpumpe mit einem im Seitenschild integrierten Flüssigkeitsabscheider Download PDF

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EP0392034A1
EP0392034A1 EP89106359A EP89106359A EP0392034A1 EP 0392034 A1 EP0392034 A1 EP 0392034A1 EP 89106359 A EP89106359 A EP 89106359A EP 89106359 A EP89106359 A EP 89106359A EP 0392034 A1 EP0392034 A1 EP 0392034A1
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C19/00—Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
    • F04C19/004—Details concerning the operating liquid, e.g. nature, separation, cooling, cleaning, control of the supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • F04C29/026—Lubricant separation

Definitions

  • the invention relates to a liquid ring pump according to the preamble of claim 1.
  • Such a liquid ring pump is known from DE-OS 34 21 866.
  • the deflection wall opposite the pressure slot is designed as a baffle for the gas-liquid mixture emerging from the pressure slot. Further sharp deflections of the mixture flow take place through wall parts arranged further above and behind the deflection wall. In the case of these deflections, the specifically heavier liquid particles are separated from the gas particles because the liquid particles strike the deflection wall and the other wall parts because of their greater inertia. The liquid particles then flow down into the two chambers formed by the deflection wall in the side plate.
  • the multiple deflection of the mixture flow requires, on the one hand, appropriately arranged wall parts which lead to a form of the side plate that is difficult to manufacture, and on the other hand, such sharp deflections also result in considerable flow losses and require a large overall length.
  • the invention has for its object to design a liquid ring pump according to the preamble of claim 1 so that an improved liquid separation is achieved with less flow losses by means of a side plate that is easier to manufacture.
  • the arcuate deflection wall gives the mixture flow a low-loss rotational movement by utilizing the kinetic energy of the gas-liquid mixture emerging from the pressure slot. Due to the centrifugal force that occurs, the heavier liquid particles are thrown against the deflecting wall and flow downwards. In contrast, the gas particles can escape through corresponding outlet openings. During a cyclone movement, the gas particles concentrate towards the center of the deflection wall, so that the gas freed from the liquid particles is advantageously removed in the center of the arcuate deflection wall. This keeps the flow losses particularly low.
  • the rotational movement of the gas-liquid mixture is improved in that the other side of the deflecting wall reaches close to the control disk while leaving a passage slot, or else in that the other side of the deflecting wall also abuts the control disk.
  • the liquid outlet can advantageously also be arranged in this center.
  • the inner tube thus serves to discharge the gas, whereas the liquid can drain through the shorter outer tube.
  • the two tubes are advantageously joined concentrically.
  • the pump rotor 3 provided with rotor blades 2 is arranged eccentrically in the pump chamber 4 of the pump housing 5 with respect to the housing axis.
  • the pump chamber 4 is closed at least on one side by means of a control disk 7 provided with a suction and pressure slot 6a and 6b.
  • the control disk 7 is covered by a side plate 8 attached to the pump housing 5.
  • a suction chamber 10 and a pressure chamber 11 are known to be delimited from one another by a web 9.
  • an arc-shaped, preferably circular-shaped deflection wall 12 is provided, which divides the pressure chamber 11 into an inner and outer chamber 13 and 14.
  • the deflection wall 12 is designed such that it runs with its one side 15 onto the pressure slot 6b of the control disk and abuts the control disk 7 with the side edge 16 of this side 15. In this way, the deflection wall 12 has a course following the control disk 7 which is approximately parallel to the gas-liquid flow (arrow 17) leaving the pressure slot 6b in the axial direction.
  • the gas-liquid flow is set in rotation on its further path through the deflection wall 12. Due to the centrifugal forces that occur, the liquid particles are thrown out of the gas-liquid mixture against the deflection wall 12 and flow downwards there.
  • the gas particles move to a passage slot 20 existing between the end 18 of the other side 19 of the deflection wall 12 and the control disk 7 and pass through this into the outer chamber 14.
  • an outward pressure connection 23 for the gas and an outlet connection 24 for the liquid are also provided on the side plate of the liquid ring pump 1 shown in FIGS. 1 and 2. With 23 'and 24' other possible positions of the pressure and drain connector on the side plate 8 are indicated.
  • an upwardly closed inner chamber 13 is formed in the side plate 8 by the deflecting wall 12.
  • a double tube consisting of inner and outer tubes 25 and 26 is arranged.
  • the inner tube 25 projects beyond the outer tube 26 in the axial direction and forms the gas outlet.
  • the liquid separated from the gas-liquid mixture can flow off via the outer tube 26.
  • the level 27 of the liquid level in the side plate 8 is determined by the end of this outer tube 26. In the liquid ring pump shown in FIG. 1, this liquid level 27 is determined by the position of the drain connector 24 on the side plate 8. Via an opening 28 provided in the web 9 separating the suction and pressure chambers 10 and 11, the liquid which has separated out can be returned to the pump circuit.
  • the circular arc-shaped deflection wall 12 can be brought up to the control disk 7 with the end 18 of the other side 19, ie it can also rest against the control disk 7 with this end 18, as is indicated by dashed lines in FIG. 1. This eliminates the passage slot 20 and the outer chamber 14 become inoperative.
  • the space delimited by the deflection wall 12 can thus encompass the entire pressure-side half of the side plate.
  • a drain connection leading out laterally from the side plate can also be provided, as shown in FIG. 1. It is also possible to combine the two types of drain.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsringpumpe mit einem im Seitenschild integrierten Flüssigkeitsabscheider, der eine den Raum im Seitenschild in zwei Kammern unterteilende Umlenkwand (12) aufweist, bei welcher Pumpe der in der Steuerscheibe (7) vorgesehene Druckschlitz (6b) in die eine Kammer (13) mündet und ein Gasauslaß (23; 25) sowie mindestens ein Flüssigkeitsablauf (24,24') im Bereich der anderen Kammer (14) am Seitenschild angeordnet sind. Eine verbesserte Flüssigkeitsabscheidung bei weniger Strömungsverlusten wird dadurch erreicht, daß die Umlenkwand (12) bogenförmig ausgebildet ist und sich mindestens um einen Winkel von 180° erstreckt, wobei sie mit der Seitenkante (16) ihrer einen sich axial in Richtung des aus dem Druckschlitz (6b) austretenden Gas-Flüssigkeitsstromes erstreckenden Seite (15) an der Steuerscheibe (7) anliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsringpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine solche Flüssigkeitsringpumpe ist durch die DE-OS 34 21 866 bekannt. Bei dieser Pumpe ist die Umlenkwand dem Druckschlitz gegenüberliegend als Prallwand für das aus dem Druckschlitz austretende Gas-Flüssigkeitsgemisch ausgebildet. Durch weiter oberhalb und hinter der Umlenkwand angeordnete Wandteile erfol­gen weitere scharfe Umlenkungen des Gemischstromes. Bei diesen Umlenkungen erfolgt eine Trennung der spezifisch schwereren Flüssigkeitsteilchen von den Gasteilchen, da die Flüssigkeits­teilchen wegen ihrer größeren Massenträgheit auf die Umlenkwand und die weiteren Wandteile prallen. Die Flüssigkeitsteilchen fließen dann nach unten in die beiden durch die Umlenkwand in dem Seitenschild gebildeten Kammern ab. Die mehrfache Umlenkung des Gemischstromes erfordert einerseits entsprechend angeord­nete Wandteile, die zu einer fertigungstechnisch schwierigen Form des Seitenschildes führen und andererseits ergeben sich durch solche scharfen Umlenkungen auch erhebliche Strömungs­verluste und erfordern eine große Baulänge.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeits­ringpumpe gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 so auszu­bilden, daß mittels eines fertigungstechnisch einfacher herzu­stellenden Seitenschildes eine verbesserte Flüssigkeitsab­scheidung bei weniger Strömungsverlusten erreicht wird.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach den kennzeich­nenden Merkmalen des Anspruches 1. Durch die bogenförmige Umlenkwand wird dem Gemischstrom unter Ausnutzung der kineti­schen Energie des aus dem Druckschlitz austretenden Gas-Flüs­sigkeitsgemisches eine verlustarme Rotationsbewegung erteilt. Durch die dabei auftretende Fliehkraft werden die schwereren Flüssigkeitspartikel gegen die Umlenkwand geschleudert und fließen nach unten ab. Die Gasteilchen können dagegen durch entsprechende Auslaßöffnungen entweichen. Bei einer Zyklon­bewegung konzentrieren sich die Gasteilchen zum Zentrum der Umlenkwand hin, so daß die Abführung des von den Flüssigkeits­partikeln befreiten Gases vorteilhafterweise im Zentrum der bogenförmigen Umlenkwand erfolgt. Damit werden die Strömungs­verluste besonders niedrig gehalten.
  • Die Rotationsbewegung des Gas-Flüssigkeitsgemisches wird da­durch verbessert, daß die Umlenkwand mit ihrer anderen Seite unter Belassung eines Durchtrittsschlitzes bis nahe an die Steuerscheibe heranreicht oder auch dadurch, daß die Umlenk­wand mit ihrer anderen Seite ebenfalls an der Steuerscheibe anliegt.
  • Bei einer Flüssigkeitsringpumpe mit einem im Zentrum der kreis­bogenförmigen Umlenkwand angeordneten Gas-Auslaß kann vorteil­hafterweise auch der Flüssigkeitsablauf in diesem Zentrum ange­ordnet werden. Dies ist mittels zweier ineinandergefügter Rohre möglich, von denen das innere Rohr das äußere axial überragt. Das innere Rohr dient somit zum Abführen des Gases, wohingegen durch das kürzere äußere Rohr die Flüssigkeit abfließen kann. Die beiden Rohre sind vorteilhafterweise konzentrisch inein­andergefügt.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­spieles wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
    • FIG 1 eine Flüssigkeitsringpumpe im waagrechten Schnitt durch deren Seitenschild,
    • FIG 2 eine Flüssigkeitsringpumpe im Schnitt entlang der Linie II-II in FIG 1 in verkleinerter Darstellung,
    • FIG 3 eine mit einem anderen Seitenschild versehene Flüssigkeitsringpumpe im Schnitt durch dieses Seitenschild.
  • Mit 1 ist eine Flüssigkeitsringpumpe bezeichnet, deren mit Läuferschaufeln 2 versehener Pumpenläufer 3 im Pumpenraum 4 des Pumpengehäuses 5 gegenüber der Gehäuseachse exzentrisch ange­ordnet ist. Der Pumpenraum 4 ist zumindest auf einer Seite mittels einer mit einem Saug- und Druckschlitz 6a und 6b ver­sehenen Steuerscheibe 7 verschlossen. Die Steuerscheibe 7 wird von einem am Pumpengehäuse 5 befestigten Seitenschild 8 über­deckt. Im Seitenschild 8 sind bekannterweise durch einen Steg 9 ein Saugraum 10 und ein Druckraum 11 gegeneinander abgegrenzt. In dem im Seitenschild 8 ausgebildeten Druckraum 11 ist eine bogenförmige, vorzugsweise kreisbogenförmige Umlenkwand 12 vorgesehen, die den Druckraum 11 in eine innere und äußere Kammer 13 und 14 unterteilt. Die Umlenkwand 12 ist derart aus­gebildet, daß sie mit ihrer einen Seite 15 auf den Druckschlitz 6b der Steuerscheibe zuläuft und mit der Seitenkante 16 dieser Seite 15 an der Steuerscheibe 7 anliegt. Damit weist die Umlenkwand 12 im Anschluß an die Steuerscheibe 7 einen Verlauf auf, der angenähert parallel zu dem in axialer Richtung den Druckschlitz 6b verlassenden Gas-Flüssigkeitsstrom (Pfeil 17) gerichtet ist. Der Gas-Flüssigkeitsstrom wird auf seinem weiteren Weg durch die Umlenkwand 12 in Rotationsbewegung versetzt. Durch die dabei auftretenden Fliehkräfte werden die Flüssigkeitspartikel aus dem Gas-Flüssigkeitsgemisch gegen die Umlenkwand 12 geschleudert und fließen an dieser nach unten ab. Die Gasteilchen bewegen sich dagegen zu einem zwischen dem Ende 18 der anderen Seite 19 der Umlenkwand 12 und der Steuerscheibe 7 bestehenden Durchtrittsschlitz 20 und gelangen über diesen in die äußere Kammer 14.
  • An dem Seitenschild der in den FIG 1 und 2 dargestellten Flüs­sigkeitsringpumpe 1 sind ferner ein nach außen führender Druck­stutzen 23 für das Gas und ein Ablaufstutzen 24 für die Flüs­sigkeit vorgesehen. Mit 23′ und 24′ sind andere mögliche Lagen des Druck- und Ablaufstutzens an dem Seitenschild 8 angedeutet.
  • Bei der in FIG 3 dargestellten Flüssigkeitsringpumpe 1 ist in dem Seitenschild 8 durch die Umlenkwand 12 eine nach oben ge­schlossene innere Kammer 13 gebildet. Als Gas- und Flüssigkeits­auslaß ist im Zentrum, d.h. in der Mittelachse der kreisbogen­förmigen Umlenkwand 12 ein aus einem inneren und äußeren Rohr 25 und 26 bestehendes Doppelrohr angeordnet. Das innere Rohr 25 überragt das äußere Rohr 26 in axialer Richtung und bildet den Gasauslaß. Die aus dem Gas-Flüssigkeitsgemisch ausgeschie­dene Flüssigkeit kann über das äußere Rohr 26 abfließen. Durch das Ende dieses äußeren Rohres 26 wird das Niveau 27 des Flüs­sigkeitsspiegels im Seitenschild 8 bestimmt. Bei der in FIG 1 dargestellten Flüssigkeitsringpumpe wird dieses Flüssigkeits­niveau 27 durch die Lage des Ablaufstutzens 24 am Seitenschild 8 bestimmt. Über eine in dem den Saug- und Druckraum 10 und 11 trennenden Steg 9 vorgesehene Öffnung 28 kann die ausgeschie­dene Flüssigkeit wieder dem Pumpenkreislauf zugeführt werden.
  • Durch die nach oben geschlossene Ausbildung der inneren Kammer 13 und die Anordnung des Gas- und Flüssigkeitsauslasses (Doppel­rohr 25/26) im Zentrum der Umlenkwand 12 ergeben sich nur sehr geringe Strömungsverluste für die Gasteilchen, da diese auf ihrem Weg vom Druckschlitz 6 bis zum Gasauslaß (Rohr 25) die einmal eingeschlagene Rotationsbewegung beibehalten und damit keine weitere, zu Verlusten führende scharfe Umlenkung erfahren.
  • Die kreisbogenförmige Umlenkwand 12 kann mit dem Ende 18 der anderen Seite 19 bis an die Steuerscheibe 7 herangeführt werden, d.h. auch mit diesem Ende 18 an der Steuerscheibe 7 anliegen, wie dies in FIG 1 gestrichelt angedeutet ist. Damit entfällt der Durchtrittsschlitz 20 und die äußere Kammer 14 wird funk­tionslos. Der von der Umlenkwand 12 umgrenzte Raum kann somit die gesamte druckseitige Hälfte des Seitenschildes umfassen.
  • Anstelle des im Zentrum angeordneten Abflusses (Rohr 26) kann auch ein seitlich aus dem Seitenschild herausführender Abfluß­stutzen vorgesehen werden, entsprechend der Darstellung in FIG 1. Es ist auch eine Kombination der beiden Ausführungs­arten der Abflüsse möglich.

Claims (6)

1. Flüssigkeitsringpumpe mit einem im Seitenschild integrierten Flüssigkeitsabscheider, der eine im Raum des Seitenschildes (8) angeordnete Umlenkwand (12) aufweist, bei welcher Pumpe der in der Steuerscheibe (7) vorgesehene Druckschlitz (6b) in eine von der Umlenkwand (12) und der Steuerscheibe (7) umgrenzte Kammer (13) mündet und an dem Seitenschild (8) ein Flüssigkeitsablauf (26) und ein Gasauslaß (25) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umlenkwand (12) zur Erzeugung einer zyklonartigen Strö­mungsbewegung des aus dem Druckschlitz (6) austretenden Gas-­Flüssigkeitsstromes (Pfeil 17) bogenförmig ausgebildet ist und mit der Seitenkante (16) ihrer einen sich in axial in Richtung (Pfeil 17) des austretenden Gas-Flüssigkeitsstromes erstrecken­den Seite (15) an der Steuerscheibe (7) anliegt und daß zumin­dest der Gasauslaß (25) im Zentrum oder annähernd im Zentrum der bogenförmigen Umlenkwand (12) angeordnet ist.
2. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umlenkwand (12) mit ihrer anderen Seite (19) unter Belassung eines Durchtrittsschlitzes (20) bis nahe an die Steuerscheibe (7) heranreicht.
3. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umlenkwand (12) mit dem Ende (18) ihrer anderen Seite (19) ebenfalls an der Steuerscheibe (7) anliegt.
4. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß auch der Flüssigkeitsablauf (26) im Zentrum oder annähernd im Zentrum der bogenförmigen Umlenkwand (12) angeordnet ist.
5. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Zentrum der bogenförmigen Umlenkwand (12) zwei ineinan­dergefügte, in den von der Umlenkwand (12) umschlossenen Raum (13) mündende Rohre (25 und 26) angeordnet sind, von denen das innere Rohr (25) das äußere Rohr (26) axial überragt.
6. Flüssigkeitsringpumpe nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umlenkwand (12) kreisbogenförmig ausgebildet ist.
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