WO1995009985A1 - Absaugverfahren und vorrichtungen hierfür - Google Patents

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WO1995009985A1
WO1995009985A1 PCT/EP1994/003248 EP9403248W WO9509985A1 WO 1995009985 A1 WO1995009985 A1 WO 1995009985A1 EP 9403248 W EP9403248 W EP 9403248W WO 9509985 A1 WO9509985 A1 WO 9509985A1
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suction
pump
jet pump
fluid medium
conveyed
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PCT/EP1994/003248
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English (en)
French (fr)
Inventor
Keld Gabelgaard
Original Assignee
Keld Gabelgaard
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Priority to US08/624,435 priority patent/US5788464A/en
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    • 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
    • F04F5/02—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid
    • F04F5/10—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid displacing liquids, e.g. containing solids, or liquids and elastic fluids
    • 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
    • F04F5/466—Arrangements of nozzles with a plurality of nozzles arranged in parallel

Definitions

  • the present invention relates to a device for suction in a fluid medium and a method for suction in a fluid medium.
  • suction devices are required which are immersed in a liquid and have a strong suction behavior. It is often necessary that particles can also be sucked in. Water vacuum systems used up to now have large dimensions, which are very cumbersome in confined conditions. This applies in particular if suction is to be carried out in narrow openings or bores.
  • a fuel pump with a primary outlet and a secondary outlet is known.
  • the secondary pump outlet conveys fuel under pressure through a nozzle to a pipe in order to draw vapors and fuel through the pipe into an upper chamber.
  • DE-PS 38 12 206 a device for cleaning wells is presented, which has a jet pump, which is fed via a pressure-side delivery line and can be lowered into a well with a separating element.
  • FR 25 81 427 describes a jet pump which consists of at least two parts so that it can be brought to a place of use in a tube (through-flow lines technology).
  • JP 60-173 400 proposes to design a jet pump in the form of a main tube with a suction opening and a discharge opening, a large number of high-pressure water spray nozzles being arranged in the tube body near the suction opening.
  • the object of the present invention is to improve the situation described above, in particular to provide a suction facility which is particularly suitable for pipes and elongated cavities, in particular narrow fuel element chambers and coolant lines.
  • the invention consists in a suction device with an arrangement of driver pump and jet pump and a method for suction as defined in the claims.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a partial view, partly in section, of the suction section of a device according to the invention
  • 3 shows a partial view, partly in section, of the jet pump section of a device according to the invention
  • FIG. 4 shows a sectional view along C-C of the device shown in FIG. 3.
  • the preferred device according to the invention shown in FIG. 1 has a jet pump (1) which produces the desired suction effect at a suction gap (3).
  • a driver pump (2) conveys a fluid medium from outside the device, for example water, in order to supply it under pressure to the jet pump (1).
  • a conventional submersible pump such as a mechanical rotor pump, preferably a pump with an electric motor drive, or a multi-stage pump can be used as the driver pump (2).
  • the driver pump (2) has a separate inlet (9) which is used exclusively to supply the driver pump (2).
  • the jet pump has a suction chamber (6) which surrounds the suction gap (3).
  • the jet pump (1) has its own inlet (18) formed from suction pipes (18), which is not intended for the propellant pump (2).
  • a pressure port (5) is provided for the common outflow of the entire medium which is conveyed both by the propellant pump (2) and by the jet pump (1).
  • a direct return of the medium flowing through the pressure port (5) to the propellant pump (2) preferably does not exist.
  • the connection of the drive pump (2) and jet pump (1) is preferably an open system that has no circuit.
  • the device according to the invention is preferably immersed in a liquid medium such that the propellant pump (2) does not convey any gaseous medium during operation.
  • the driving pump (2) can also be designed so that it is able to convey gaseous media.
  • the inlet device (18) of the jet pump (1) has a plurality of inlets which transmit the suction effect from the suction gap (3) in the suction chamber (6) to the suction opening (7).
  • the inlet device (18) is designed in such a way that it has one or more suction pipes (18).
  • a suction opening (7) e.g. as an intake manifold
  • a suction opening (7) e.g. as an intake manifold
  • the inlet device (18) it is possible, especially if several inlets (e.g. suction pipes) are used to transmit the suction, to concentrate the suction.
  • several inlets e.g. suction pipes
  • 2 to 6 suction pipes (18) are provided.
  • a preferred embodiment of the invention arranges the suction opening (7) associated with the jet pump (1) on the opposite side to the pressure port (5).
  • An elongated construction of the device is particularly preferred, with a suction end of the device being located at the same end of the device, but separated and geometrically offset, from the inlet (9) of the pump (2). It is very particularly preferred to design the suction end as a suction opening (7) of the jet pump (1) and to arrange it at the extreme end of the device. In this way, in a medium, in which particles have settled can be sucked without particles worth mentioning entering the propellant pump (2) via the inlet (9).
  • Another embodiment additionally provides the suction opening (7) of the propellant pump (2) associated with the jet pump (1) with a sieve or sieve bottom (10). This prevents large parts from being sucked in.
  • the drive pump (2) with a housing (20) which can also include the suction chamber (6) of the jet pump (1).
  • the housing can have the function of a delivery pipe (19) which has an inlet (9), which can also consist of several openings.
  • the inlet (9) of the drive pump (2) can be arranged axially or particularly preferably laterally as an annular inlet.
  • the inlet (9) of the propellant pump (2) is preferred to provide with a sieve or grid so that parts of a certain size cannot get into the propellant pump (2).
  • the driving pump (2) and the jet pump (1) are in a tube or as a tube.
  • Preferred designs are the shapes of a cylinder, preferably with a circular or polygonal, in particular square or hexagonal (preferably equilateral) cross section. This makes the device particularly suitable for use in bores and elongated openings, e.g. in bores of fuel element chambers of a nuclear reactor.
  • separators e.g. hydrocyclones or filters
  • the invention also provides a method of suction in a fluid medium surrounding an apparatus in an elongated or deep container, pipe, duct, cavity, or the like.
  • fluid medium is conveyed from outside the device and delivered under pressure to a jet pump (1) of the device.
  • a suction effect is generated at a suction gap (3) of the jet pump (1) arranged in the device.
  • the device is designed and arranged in the container, tube, shaft, cavity or the like in such a way that the medium surrounding the device is sucked off at the desired location.
  • the pumped fluid medium supplied to the jet pump under pressure and the medium sucked in by the suction gap (3) of the jet pump (1) are then removed again.
  • the suction effect at the suction gap (3) is generated in a suction chamber (6) and is used at a point different from the suction gap (3).
  • This fluid medium conveyed by the driving pump (2) flows through an inlet device of the device which is not used to supply the medium through the suction gap (3) of the jet pump (1).
  • the fluid medium fed to the jet pump (1) under pressure and the medium sucked in by the suction gap (3) of the jet pump (1) are particularly preferably to be discharged in such a way that no direct return of the outflowing medium into the device, in particular into the propellant pump (2) is done. In this respect, there is an open system.
  • the medium sucked in by the suction gap (3) of the jet pump (1) and the medium conveyed by the drive pump (2) are discharged together via a pressure port (5).
  • the fluid medium to be extracted contains particulate material.
  • a method is preferred in which the suction effect of the jet pump (1) is transmitted from thin suction pipes (18) along the drive pump (2) to the point for sucking in the surrounding fluid medium.
  • a particularly compact and narrow design can thus preferably be achieved.
  • a compactly designed device according to the invention is used for vacuuming in confined spaces.
  • the device according to the invention can preferably be used in an elongated or deep cavity of a body for suction in bores.
  • a method is also preferred in which a device according to the invention draws in from above or to the side or in a horizontal working position in a vertical working position.
  • a targeted suction of the walls surrounding the device can also take place.
  • a method according to the invention is particularly preferred in which, owing to the suction effect of the jet pump, radioactive particles are well extracted from a fluid medium or objects to be extracted from surfaces.
  • Solid bodies in a fluid medium are also preferably to be aspirated and discharged or to be secreted on the device. It is particularly preferred in ducts, pipelines and the like, and also in cooling systems of nuclear power plants, after disruptive bodies, such as Find metal parts and capture them with high suction.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a device according to the invention in the form of a cylindrical tube.
  • a suction opening (7) of the jet pump (1) is arranged at the lower end, a sieve bottom (10) being provided for filtering off larger parts or bodies.
  • This is followed by thin suction pipes (18) which connect the suction opening to a suction chamber (6) of the jet pump (1).
  • the suction pipes are arranged along a driver pump (2) to enable a compact design.
  • the suction pipes (18) are spaced from one another. This ensures that a fluid medium can pass through the suction pipes (18) to the delivery opening (4) of the propellant pump (2).
  • the suction chamber (6) surrounds the jet pump (1) with suction gap (3).
  • a discharge nozzle (5) is provided as a drain on the side opposite the suction opening (7).
  • a delivery pipe (19) surrounds the propellant pump (2).
  • a plurality of lateral, sieve-like openings are provided on the delivery pipe as the inlet (9) of the propellant pump (2) in order to allow the entry of a fluid medium.
  • the suction opening (7) is separated and geometrically offset from the inlet (9) of the driving pump (2), the suction opening being arranged at the extreme end of the device.
  • the drive pump (2) feeds the jet pump (1), the drive pump (2) not supplying the fluid medium via the suction gap (3). Devices for returning the fluid medium fed into the jet pump (1) for re-running the propellant pump (2) are not provided here.
  • the device shown in FIG. 1 is partially or preferably completely immersed in a fluid medium.
  • the driving pump (2) conveys the liquid medium, eg water, from outside the device through the inlet (9) in the delivery pipe (19). This water passes between the suction pipes (18) in the delivery opening (4) of the propellant pump (2).
  • the driving pump supplies the water under pressure to the jet pump (1).
  • the driving pump (2) can, for example, supply the jet pump (1) with water at a pressure of 9 bar. After leaving the pressure port (5), the outflowing water has, for example, a pressure of 3 bar.
  • a combination of jet and propellant pumps known in the market can produce a suction pressure of up to generated near a technical vacuum.
  • the method according to the invention therefore makes it possible to achieve a particularly pronounced suction behavior.
  • the suction effect is transmitted from the suction gap (3) in the suction chamber (6) via suction pipes (18) to the suction opening (7).
  • 20 m 3 / h of water can be conveyed by the driving pump (2) and fed to the jet pump (1), the jet pump (1) sucking in, for example, approximately 10 m 3 / h of water via the suction gap (3).
  • the sucking opening (7) is connected to the suction chamber (6) of the jet pump (1) via suction pipes (18). Openings are provided in the plate 180 covering the suction opening (7) for the suction pipes (18).
  • the suction opening (7) is provided with a mouth 71.
  • Fig. 3 shows a sectional view of a device according to the invention.
  • intake pipes (18) are provided which have an opening pointing into the intake chamber (6) of the jet pump (1).
  • the jet pump (1) connects to the driving pump (2), which in turn opens into a pressure port (5).
  • FIG. 4 is another sectional view related to FIG. 3.
  • Fig. 4 shows that the device shown in Fig. 3 has a rectangular shape.
  • the device shown has four suction pipes (18).
  • Devices and methods according to the invention can preferably be used for suction in fluid media, in particular if high suction and / or compact dimensions are necessary, such as for example in suction in bores and cavities.
  • the device can be equipped with the separation or filter devices already described above the suction or delivery side and / or on the pressure side can be used to filter out particles or other possibly reusable materials.
  • Another preferred application is in the field of cleaning nuclear power fuel element chambers, in which, according to the invention, a strong suction effect can be achieved in narrow openings or bores in order to be able to carry out a very effective cleaning.

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Abstract

Der Vorrichtung und dem Verfahren zum Saugen in einem fluiden Medium liegt eine besondere Anordnung einer Treiberpumpe (2) und einer Strahlpumpe (1) zugrunde, die vorzugsweise bei kompakten Abmessungen ein ausgeprägtes Ansaugverhalten aufweist. Dabei führt die Treiberpumpe (2) der Strahlpumpe (1) das fluide Medium unter Druck zu. Die gewünschte Saugwirkung wird über einen Saugspalt (3) der Strahlpumpe (1) erzielt. Die Treiberpumpe (2) fördert das zum Betreiben der Strahlpumpe (1) notwendige fluide Medium über einen Einlaß (9), der nicht der Versorgung des Saugspalts (3) dient.

Description

Beschreibung Absaugverfahren und Vorrichtungen hierfür
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Saugen in einem fluiden Medium und ein Verfahren zum Saugen in einem fluiden Medi¬ um.
In bestimmten technischen Bereichen werden Saugvorrichtungen benötigt, die in eine Flüssigkeit eingetaucht und ein starkes Ansaugverhalten aufweisen. Oftmals ist es erforderlich, daß auch Partikel angesaugt wer¬ den können. Bislang eingesetzte Wasserstaubsauganlagen weisen große Abmessungen auf, die bei beengten Einsatzbedingungen sehr hinderlich sind. Dies gilt insbesondere, wenn in schmalen Öffnungen oder Bohrun¬ gen gesaugt werden soll.
Aus der GB 2 219 351 A ist eine Treibstoffpumpe mit einem primären Auslaß und einem sekundären Auslaß bekannt. Der sekundäre Pumpen¬ auslaß fördert Treibstoff unter Druck durch eine Düse zu einem Rohr, um Dämpfe und Treibstoff durch das Rohr in eine obere Kammer zu saugen.
In der DE-PS 38 12 206 wird eine Vorrichtung zum Reinigen von Brunnen vorgestellt, die eine über eine druckseitige Förderleitung gespei¬ ste, mit einem Trennelement in einen Brunnen absenkbare Strahlpumpe aufweist.
Eine in der DE-OS 40 37 899 vorgeschlagene Vorrichtung zum Reinigen eines Brunnenrohres und der Filterschüttung in Wasserbrunnen besteht aus einem gelochten oder geschlitzten Brunnenrohr mit einem Behand¬ lungsraum sowie einer Saug-/Druckpumpe und einer Druckpumpe.
Die FR 25 81 427 beschreibt eine Strahlpumpe, die aus mindestens zwei Teilen besteht, damit sie in einer Röhre zu einem Einsatzort gebracht werden kann (Through-Flow-Lines-Technik).
Die JP 60-173 400 schlägt vor eine Strahlpumpe in Form einer Haupt¬ röhre mit einer Saug- und einer Ableitöffnung zu gestalten, wobei im Röhrenkörper eine Vielzahl von Hochdruck-Wasserspritzdüsen nahe der Saugöffnung angeordnet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebene Situa¬ tion zu verbessern, insbesondere eine Möglichkeit zum Absaugen zu schaffen, die in besonderer Weise für Rohre und langgestreckte Hohlräu¬ me, insbesondere enge Brennelementekammern und Kühlmittelleitungen, geeignet sind.
Die Erfindung besteht in einer Saugvorrichtung mit einer Anordnung von Treiberpumpe und Strahlpumpe und einem Verfahren zum Saugen, wie in den Ansprüchen definiert.
In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vor¬ richtung;
Fig. 2 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, des Saugabschnitts einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 3 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, des Strahlpumpenabschnitts einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
Fig. 4 eine Schnittansicht längs C-C der in Fig. 3 gezeigten Vörrich- tung.
Die bevorzugte in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Strahlpumpe (1) auf, die an einem Saugspalt (3) die gewünschte Saugwirkung hervorruft. Eine Treiberpumpe (2) fördert eine fluides Medium von außerhalb der Vorrichtung, z.B. Wasser, um dieses unter Druck der Strahlpumpe (1) zuzuführen. Als Treiberpumpe (2) kann beispielsweise eine herkömmliche Unterwasserpumpe wie z.B. eine mecha¬ nische Rotor-Pumpe, vorzugsweise eine Pumpe mit Elektromotor-Antrieb, oder auch eine mehrstufige Pumpe eingesetzt sein. Dabei besitzt die Treiberpumpe (2) einen separaten Einlaß (9), der ausschließlich der Versorgung der Treiberpumpe (2) dient. Die Strahlpumpe besitzt eine Ansaugkammer (6), die den Saugspalt (3) umgibt. Weiter weist die Strahlpumpe (1) einen eigenen, aus Saugrohren (18) gebildeten Einlaß (18) auf, der nicht für die Treibeφumpe (2) bestimmt ist. Diese dient zur Übertragung der am Saugspalt (3) in der Ansaugkammer (6) erzeug¬ ten Saugwirkung. Zusätzlich ist ein Druckstutzen (5) für den gemein¬ samen Abfluß des gesamten, sowohl von der Treibeφumpe (2) geförder¬ ten als auch von der Strahlpumpe (1) angesaugten Mediums vorgesehen. Eine unmittelbare Rückführung des durch den Druckstutzen (5) abflie- ßenden Mediums an die Treibeφumpe (2) existiert vorzugsweise nicht. Bei der Verbindung von Treibeφumpe (2) und Strahlpumpe (1) handelt es sich vorzugsweise um ein offenes System, das keinen Kreislauf auf¬ weist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise derart in ein flüssiges Medium eingetaucht, so daß die Treibeφumpe (2) beim Betrieb kein gasförmiges Medium fördert. Die Treibeφumpe (2) kann aber auch derart ausgestaltet sein, daß sie in der Lage ist, gasförmige Medien zu fördern.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Einlaß- einrichung (18) der Strahlpumpe (1) mehrere Einlasse auf, die die Saugwirkung vom Saugspalt (3) in der Ansaugkammer (6) auf die Saug¬ öffnung (7) übertragen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Einlaßeinrichtung (18) derart ausgestaltet, daß sie ein oder mehrere Saugrohre (18) aufweist.
Bevorzugt ist es, eine Saugöffnung (7), z.B. als Ansaugstutzen, über die Einlaßeinrichtung (18) mit der Ansaugkammer (6) zu verbinden. Auf diese Weise ist es möglich, insbesondere wenn zur Übertragung der Saugwirkung mehrere Einlasse (z.B. Saugrohre) verwendet werden, die Saugwirkung zu konzentrieren. Bevorzugt werden 2 bis 6 Saugrohre (18) vorgesehen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ordnet die der Strahl- pumpe (1) zugeordnete Saugöffnung (7) an der zum Druckstutzen (5) entgegengesetzten Seite an. Damit läßt sich, insbesondere wenn der der Treibeφumpe (2) zugeordnete Einlaß (9) seitlich angeordnet ist, eine besonders kompakte Bauform der Vorrichtung erzielen. Besonders bevor¬ zugt ist ein langgestreckter Aufbau der Vorrichtung, wobei ein Saugende der Vorrichtung sich an demselben Ende der Vorrichtung, jedoch ge¬ trennt und geometrisch abgesetzt, von dem Einlaß (9) der Pumpe (2) befindet. Dabei ist ganz besonders bevorzugt, das Saugende als Saugöff¬ nung (7) der Strahlpumpe (1) auszubilden und an dem extremen Ende der Vorrichtung anzuordnen. Auf diese Weise kann in einem Medium, in dem sich Partikel abgesetzt haben, gesaugt werden, ohne daß nennens¬ wert Partikel über den Einlaß (9) in die Treibeφumpe (2) gelangen.
Eine andere Ausführungsform versieht zusätzlich die der Strahlpumpe (1) zugeordnete Saugöffnung (7) der Treibeφumpe (2) mit einem Sieb bzw. Siebboden (10). Damit kann das Ansaugen von größeren Teilen verhin¬ dert werden.
Ferner ist bevorzugt, die Treibeφumpe (2) mit einem Gehäuse (20) zu versehen, das auch die Ansaugkammer (6) der Strahlpumpe (1) umfassen kann.
Das Gehäuse kann die Funktion eines Förderrohrs (19) haben, das einen Einlaß (9) aufweist, der auch aus mehreren Öffnungen bestehen kann. Der Einlaß (9) der Treibeφumpe (2) kann axial oder besonders bevor¬ zugt seitlich als ringförmiger Einlaß angeordnet sein.
Bevorzugt ist es, den Einlaß (9) der Treibeφumpe (2) mit einem Sieb bzw. Gitter zu versehen, so daß Teile einer bestimmten Größe nicht in die Treibeφumpe (2) gelangen können.
Besonders bevorzugt ist es, die Vorrichtung langgestreckt auszubilden und den Druckstutzen (5) an dem dem Einlaß (9) der Treibeφumpe (2) fernen Ende der Vorrichtung vorzusehen.
Vorteilhaft ist die Anordnung dünner, der Strahlpumpe (1) zugeordneter Saugrohre (18) entlang der Treibeφumpe (2). Auf diese Weise läßt sich eine besonders kompakte, schmale Bauform erzielen, die besonders auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter beengten Einsatzbedingungen zuläßt. Solche Einsatzbedingungen herrschen z.B. in Kernkraft-Brennelementekammern.
Bevorzugt ist ferner, die Treibeφumpe (2) und die Strahlpumpe (1) in einem Rohr bzw. als Rohr anzuordnen. Bevorzugte Bauformen sind dabei die Formen eines Zylinders, vorzugsweise mit kreisförmigen oder polygo¬ nalen, insbesondere quadratischem oder hexagonalem (vorzugsweise gleich¬ seitigem) Querschnitt. Damit ist die Vorrichtung besonders zum Einsatz in Bohrungen und langgestreckte Öffnungen geeignet, wie z.B. in Bohrun- gen von Brennelementkammern eines Kernreaktors.
Bevorzugt ist auch, die Achse des Motors (11) der Treibeφumpe (2), die Rotor-Drehachse der Treibeφumpe (2) und die Hauptstrahlrichtung der Wasseφumpe insbesondere koaxial gleichzurichten.
Bevorzugt ist auch, das von der Strahlpumpe (1) über den Saugspalt (3) angesaugte und das von der Treibeφumpe (2) geförderte Medium über Abscheidevorrichtungen (Schwerkraft ausnützende Prallplattenabscheider), Schlauchabsaugeeinrichtungen und Auffangeinrichtungen für wiederver- wertbare Materialien zu führen.
Bevorzugt ist auch die Anbringung von Separatoren (z.B. Hydrozyklone oder Filter) auf der Druckseite, d.h. am Druckstutzen (5).
Diese beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung eignen sich ins¬ besondere, um feste Köφer abzusaugen bzw. anzusaugen und an der Vorrichtung aufzufangen, da vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehr hohe Saugwirkung aufweisen können. Bevorzugt können oben be¬ schriebene Vorrichtungen zum Suchen und Beseitigen von in Kanälen oder Rohrleitungssystemen vorhandenen, störenden Gegenständen, ins¬ besondere auch in Kühlsystemen von Kernkraftwerken, eingesetzt werden.
Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Saugen, in einem eine Vorrichtung umgebenden, fluiden Medium in einem langgestreckten oder tiefen Behälter, Rohr, Schacht, Hohlraum oder dergleichen vor. Hierbei wird von außerhalb der Vorrichtung fluides Medium gefördert und unter Druck an eine Strahlpumpe (1) der Vorrichtung abgegeben. Mit Hilfe dieses geförderten, fluiden Mediums wird an einem Saugspalt (3) der in der Vorrichtung angeordneten Strahlpumpe (1) eine Saugwirkung erzeugt. Dabei ist die Vorrichtung derart ausgebildet und in dem Behälter, Rohr, Schacht, Hohlraum oder dergleichen angeordnet, daß die Vorrichtung umgebendes Medium an der gewünschten Stelle abgesaugt wird. Das geförderte, der Strahlpumpe unter Druck zugeführte, fluide Medium und das von dem Saugspalt (3) der Strahlpumpe (1) angesaugte Medium wird dann wieder abgeführt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Saugwirkung an dem Saugspalt (3) in einer An- saugkammer (6) erzeugt und an einer vom Saugspalt (3) verschiedenen Stelle zum Einsatz gebracht.
Bevorzugt ist auch, das von außerhalb der Vorrichtung geförderte und unter Druck der Strahlpumpe (1) zugeführte, fluide Medium von einer, in der Vorrichtung angeordneten Treibeφumpe (2) fördern zu lassen. Dieses von der Treibeφumpe (2) geförderte fluide Medium strömt über eine Einlaßeinrichtung der Vorrichtung, die nicht der Zufuhr des Medi¬ ums über den Saugspalt (3) der Strahlpumpe (1) dient. Besonders bevorzugt ist das der Strahlpumpe (1) unter Druck zugeführte, fluide Medium und das von dem Saugspalt (3) der Strahlpumpe (1) angesaugte Medium derart abzuführen, daß keine unmittelbare Rückfüh¬ rung des abfließenden Mediums in die Vorrichtung, insbesondere in die Treibeφumpe (2) erfolgt. Insofern liegt ein offenes System vor.
Weiter ist bevorzugt, die Saugwirkung vom Saugspalt (3) in der An¬ saugkammer (6) über eine Einlaßeinrichtung (18) der Strahlpumpe (1) an eine gewünschte Stelle zu übertragen.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, das vom Saugspalt (3) der Strahlpumpe (1) angesaugte Medium und das von der Treibpumpe (2) geförderte Medium gemeinsam über einen Druckstutzen (5) abzuführen.
Bevorzugt ist die Verwendung des von der Treibpumpe (2) geförderten fluiden Mediums zur gleichzeitigen Kühlung des Motors (11) der Treiber¬ pumpe.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das abzusaugende fluide Medium partikelförmiges Material.
Bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem die Saugwirkung der Strahlpumpe (1) von dünnen Saugrohren (18) entlang der Treibeφumpe (2) zu der Stelle zum Ansaugen des umgebenden fluiden Mediums übertragen wird. Damit kann vorzugsweise ein besonders kompakte und schmale Bauform erzielt werden. Bei einem weiteren Verfahren wird eine erfindungsgemäße, kompakt ausgestaltete Vorrichtung zum Saugen unter beengten Platzverhältnissen eingesetzt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorzugsweise in einem langge¬ streckten bzw. tiefen Hohlraum eines Köφers zum Saugen in Bohrungen eingesetzt werden. Bevorzugt wird auch ein Verfahren, bei dem eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei senkrechter Arbeitsposition von oben oder seitlich oder in horizontaler Arbeitsposition ansaugt. Dabei kann auch eine gezielte Absaugung der die Vorrichtung umgebenden Wände erfolgen.
Vorteilhaft wird als fluides Medium Wasser und Verunreinigungen aus Kernkraft-Brennelementekammern abgesaugt. Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäß ausgestaltes Verfahren, bei dem aufgrund der Saugwir¬ kung der Strahlpumpe radioaktive Partikel aus einem fluiden Medium bzw. von Oberflächen abzusaugender Objekte gut abgesaugt werden.
Bevorzugt ist ebenfalls feste Köφer in einem fluiden Medium anzusau- gen und abzuführen bzw. an der Vorrichtung abzusondern. Insbesondere ist bevorzugt in Kanälen, Rohrleitungen und dergleichen und auch in Kühlsystemen von Kernkraftwerken, nach störenden Köφern, wie z.B. Metallteile zu suchen und diese mit hoher Saugwirkung einzufangen.
Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Bauform eines zylindrischen Rohres. Am unteren Ende ist eine Saug¬ öffnung (7) der Strahlpumpe (1) angeordnet, wobei ein Siebboden (10) zur Abfilterung von größeren Teilen bzw. Köφern vorgesehen ist. Daran schließen sich dünne Saugrohre (18) an, die die Saugöffnung mit einer Ansaugkammer (6) der Strahlpumpe (1) verbinden. Die Saugrohre sind entlang einer Treiberpumpe (2) angeordnet, um eine kompakte Bauweise zu ermöglichen. Die Saugrohre (18) weisen dabei Abstände voneinander auf. Damit ist gewährleistet, daß ein fluides Medium zwischen den Saugrohren (18) hindurch zur Förderöffnung (4) der Treibeφumpe (2) gelangen kann. Die Ansaugkammer (6) umgibt die Strahlpumpe (1) mit Saugspalt (3). Als Abfluß ist ein Druckstutzen (5) an der der Saugöff¬ nung (7) entgegengesetzten Seite vorgesehen. Ein Förderrohr (19) umgibt die Treibeφumpe (2). Dabei ist am Förderrohr eine Vielzahl von seitli¬ chen, siebartigen Öffnungen als Einlaß (9) der Treibeφumpe (2) vorgese- hen, um den Eintritt eines fluiden Mediums zu gestatten. Die Saugöff¬ nung (7) ist dabei getrennt und geometrisch abgesetzt von dem Einlaß (9) der Treibeφumpe (2), wobei die Saugöffnung am äußersten Ende der Vorrichtung angeordnet ist. Die Treibeφumpe (2) speist die Strahl¬ pumpe (1), wobei die Treibeφumpe (2) das fluide Medium nicht über den Saugspalt (3) zuführt. Einrichtungen zum Rückführen des in die Strahlpumpe (1) gespeisten fluiden Mediums zum erneuten Durchlauf der Treibeφumpe (2) sind hier nicht vorgesehen.
Anhand von Fig. 1 wird auch das Verfahren zum Saugen in einem flüssigen Medium deutlich. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung wird teilweise oder vorzugsweise ganz in ein fluides Medium eingetaucht. Die Treibeφumpe (2) fördert von außerhalb der Vorrichtung durch den Einlaß (9) im Förderrohr (19) das flüssige Medium, z.B. Wasser. Dieses Wasser gelangt zwischen den Saugrohren (18) in die Förderöffnung (4) der Treibeφumpe (2). Die Treibeφumpe führt das Wasser unter Druck der Strahlpumpe (1) zu. Die Treibeφumpe (2) kann beispielsweise der Strahlpumpe (1) Wasser mit einem Druck von 9 Bar zuführen. Nach Verlassen des Druckstutzens (5) besitzt das abfließende Wasser beispiels¬ weise einen Druck von 3 Bar. Am Saugspalt (3) kann bei Kombination von marktbekannten Strahl- und Treibeφumpen ein Ansaugdruck bis nahe einem technischen Vakuum erzeugt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es daher, ein besonders ausgeprägtes Ansaugverhalten zu erzielen. Die Saugwirkung wird vom Saugspalt (3) in der Saugkammer (6) über Saugrohre (18) an die Saugöffnung (7) übertragen. Dabei kann beispielsweise von der Treibeφumpe (2) 20 m3/h Wasser gefördert und der Strahlpumpe (1) zugeführt werden, wobei die Strahlpumpe (1) über den Saugspalt (3) beispielsweise ca. 10 m3/h Wasser ansaugt.
In Fig. 2 wird die Säugöffnung (7) der Strahlpumpe (1) einer erfindungs- gemäßen Vorrichtung dargestellt. Die Säugöffnung (7) ist über Saugrohre (18) mit der Ansaugkammer (6) der Strahlpumpe (1) verbunden. Für die Saugrohre (18) sind Öffnungen in der die Saugöffnung (7) abdeckenden Platte 180 vorgesehen. Die Saugöffnung (7) ist mit einer Mündung 71 versehen.
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In diesem Beispiel sind Ansaugrohe (18) vorgesehen, die eine in die Ansaugkammer (6) der Strahlpumpe (1) weisende Öffnung besitzen. An die Treibeφumpe (2) schließt sich die Strahlpumpe (1) an, die wiederum in einen Druckstutzen (5) mündet.
Fig. 4 ist eine weitere Schnittdarstellung, die sich auf Fig. 3 bezieht. Fig. 4 zeigt, daß die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung Rechteckform besitzt. Die dargestellte Vorrichtung weist vier Saugrohre (18) auf.
Erfindungsgemäße Vorrichtungen und Verfahren können vorzugsweise zum Saugen in fluiden Medien eingesetzt werden, insbesondere wenn hohe Saugwirkung und/oder kompakte Abmessungen notwendig sind, wie z.B. beim Saugen in Bohrungenund Hohlräume. Die Vorrichtung kann mit den oben bereits beschriebenen Abscheide- bzw. Filtereinrichtungen auf der Saug- bzw. Förderseite und/oder auf der Druckseite zum Abfiltern von Partikeln oder anderer evtl. wiederverwertbarer Materialien verwen¬ det werden. Eine weitere bevorzugte Anwendung liegt auf dem Gebiet der Reinigung von Kernkraft-Brennelementekammern, in denen erfin- dungsgemäß eine starke Saugwirkung in schmalen Öffnungen oder Boh¬ rungen erzielt werden kann, um damit eine sehr wirksame Reinigung vornehmen zu können.
Dasselbe gilt auch für Kanal- und Rohrleitungen.
Bezugszeichenliste
1 Strahlpumpe
2 (Treiber-)Pumpe 3 Saugspalt
4 Förderöffnung der Treibeφumpe (2)
5 Druckstutzen
6 Ansaugkammer der Strahlpumpe (1)
7 Saugöffnung der Strahlpumpe (1) 9 Einlaß der Pumpe (2)
10 Siebboden der Saugöffnung (7)
11 Motor der Treibeφumpe (2)
18 Einlaßeinrichtung der Strahlpumpe (1)
19 Förderrohr der Treibeφumpe (2) 20 Gehäuse
71 Saugmündung
101 Sieb
180 Abdeckplatte der Saugöffnung (7)

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Absaugvorrichtung zum Absaugen eines fluiden Mediums durch eine Saugöffnung mit einer Strahlpumpe und mit einer Treibeφumpe,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß
die Strahlpumpe (1) und die Treibeφumpe (2) in der Absaug¬ vorrichtung axial hintereinander angeordnet sind, - eine Saugkammer (6) vorgesehen ist, die Saugkammer (6) über mindestens ein Saugrohr (18) mit der Saugöffnung (7) der Absaugvorrichtung verbunden ist, und der Einlaß (9) der Treibeφumpe örtlich getrennt von der Saug¬ öffnung (7) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkammer (6) über mehrere Saugrohre (18) mit der Saugöffnung (7) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die derart ausge¬ staltet ist, daß bei ihrem vertikalen Einsatz eine gezielte Absaugung der die Vorrichtung umgebenden Wände erfolgt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibeφumpe (2) mit ihrem Antriebsmotor zwischen der Saugöffnung (7) und der Strahlpumpe (1) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugöffnung (7) mit einem Siebboden (10) versehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibeφumpe (2) und die Strahlpumpe (1) in einem Gehäuse (20) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Saugrohre (18) zur Erzielung einer kompakten, schmalen Bauform entlang der Treibeφumpe (2) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) rohrförmig ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese langgestreckt aufgebaut ist, daß der Einlaß (9) der Treibeφumpe (2) im Bereich des einen Endes der Vor¬ richtung angeordnet und daß die Saugöffnung (7) der Vorrichtung an demselben Ende der Vorrichtung, jedoch getrennt und geometrisch abgesetzt, von dem Einlaß (9) der Pumpe (2) angeordnet ist, ins¬ besondere, daß die Säugöffnung (7) an dem äußersten Ende der Vorrichtung angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung langgestreckt ausgebildet ist und sich ein Druckstutzen (5) an dem Einlaß (9) der Pumpe (2) fernen Ende der Vorrichtung angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (9) der Pumpe (2) sieb- bzw. gitter¬ artig ausgebildet ist, so daß Teile einer bestimmten Größe nicht in die Pumpe (2) gelangen können.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibeφumpe (2) mit ihrem Motor (11) und die Strahlpumpe koaxial angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn¬ zeichnet durch eine Abscheidevorrichtung oder eine Auffangeinrich¬ tung für wiederverwertbare Materialien, über die das von der Strahl¬ pumpe (1) über den Saugspalt (3) angesaugte und das von der Treibeφumpe (2) geförderte Medium geführt wird.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidevorrichtung oder Auffangeinrich¬ tung am Druckstutzen (5) angebracht ist.
15. Verfahren zum Saugen in einem eine Vorrichtung umgebenden, fluiden Medium in einem langgestreckten oder tiefen Behälter, Rohr, Schacht, Hohlraum oder dergleichen, das folgende Schritte aufweist:
(a) Fördern von fluidem Medium von außerhalb der Vorrichtung und Abgeben des fluiden Mediums unter Druck an eine Strahl¬ pumpe (1) der Vorrichtung,
(b) Erzeugen einer Saugwirkung an einem Saugspalt (3) der in der Vorrichtung angeordneten Strahlpumpe (1) mit Hilfe des geför¬ derten, fluiden Mediums, wobei die Saugwirkung an dem Saug- spalt (3) in einer Ansaugkammer (6) erzeugt und an einer vom
Saugspalt (3) verschiedenen Stelle zum Einsatz gebracht wird, wobei die Vorrichtung derart ausgebildet und in dem Behälter, Rohr, Schacht, Hohlraum oder dergleichen angeordnet ist, daß die Vorrichtung umgebendes Medium an der gewünschten Stelle abgesaugt wird, (c) Abführen des geförderten, der Strahlpumpe (1) unter Druck zugeführten, fluiden Mediums und des von dem Saugspalt (3) der Strahlpumpe (1) angesaugten Mediums.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das von außerhalb der Vor¬ richtung geförderte und unter Druck der Strahlpumpe (1) zugeführte, fluide Medium von einer in der Vorrichtung angeordneten Pumpe
(2) gefördert wird, wobei dieses von der Pumpe (2) geförderte fluide Medium über eine Einlaßeinrichtung der Vorrichtung gefördert wird, die nicht der Zufuhr des Mediums über den Saugspalt (3) der Strahlpumpe (1) dient.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 16, bei dem das der Strahlpumpe (1) unter Druck zugeführte, fluide Medium und das von dem Saugspalt (3) der Strahlpumpe (1) angesaugte Medium derart abgeführt werden, daß keine unmittelbare Rückführung in die Vör- richtung erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem die Saug¬ wirkung vom Saugspalt (3) über eine Ansaugkammer (6), über eine mit dieser verbundenen Einlaßrichtung (18) der Strahlpumpe (1) an eine gewünschte Stelle übertragen wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, insbesondere im Wasser einer Kernkraft-Brennelementekammer, bei dem das vom Saugspalt (3) der Strahlpumpe (1) angesaugte fluide Medium und das von der Pumpe (2) geförderte fluide Medium über einen Druck¬ stutzen (5) abgeführt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei dem mit dem von der Pumpe (2) geförderten fluiden Medium der Motor (11) der Pumpe (2) gekühlt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das fluide Medium partikelförmiges Material enthält.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Saugwirkung der Strahlpumpe (1) von dünnen Saugrohren (18) entlang der Pumpe (2) unter Erzielung einer kom¬ pakten, schmalen Bauform zu der Stelle zum Ansaugen des umge¬ benden fluiden Mediums übertragen wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, wobei eine Vor- richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Saugen in beeng¬ ten Platzverhältnissen eingesetzt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei zum Saugen in einem langgestreckten bzw. tiefen Hohlraum eines Köφers vor- zugsweise eine Vorrichtung nach Anspruch 8 eingesetzt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, bei dem bei ver¬ tikalem Einsatz der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 eine gezielte Absaugung der die Vorrichtung umgebenden Wände erfolgt.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, wobei mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 bei senkrechter Arbeitsposition von oben oder in horizontaler Arbeitsposition ange- saugt wird.
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