DE10046902B4 - Pump system and method for pumping a gas - Google Patents

Abstract

Pumpenanlage (2) zum Pumpen eines Gases (G) mit einer eine Flüssigkeitsringpumpe (14) und eine Kühleinrichtung (16) aufweisenden Pumpvorrichtung (12) und mit einer Verdrängerpumpe (4), die eine erste Pumpstufe (6A) und mit dieser in Serie angeordnet eine zweite Pumpstufe (6B) umfasst, wobei den Pumpstufen (6A, B) jeweils ein Einlass (8A, B) und ein Auslass (10A, B) zugeordnet sind, und wobei zur Kühlung des verdichteten Gases (G) eine Kühlleitung (24) zur Kühleinrichtung (16) vorgesehen ist.pumping equipment (2) for pumping a gas (G) with a liquid ring pump (14) and a cooling device (16) having a pumping device (12) and with a positive displacement pump (4), which is a first pumping stage (6A) and arranged with this in series a second pumping stage (6B), wherein the pumping stages (6A, B) each associated with an inlet (8A, B) and an outlet (10A, B) are, and where to cool of the compressed gas (G) a cooling line (24) to the cooling device (16) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanlage und ein Verfahren zum Pumpen eines Gases.The The invention relates to a pump system and a method for pumping a gas.

Zum Pumpen eines Gases wird insbesondere im industriellen Anwendungsbereich oft eine Verdrängerpumpe herangezogen, bei der das zu pumpende Gas in einem Arbeitsraum verdichtet wird. Bei der Verdichtung wird Wärme erzeugt, die abgeführt werden muss. Die Effizienz und der Wirkungsgrad einer Verdrängerpumpe werden von Ihrer Betriebstemperatur und der Temperatur des zu fördernden Gases mit beeinflusst. Dabei ist bei niedrigeren Temperaturen in der Regel ein höherer Wirkungsgrad erreichbar.To the Pumping a gas is particularly in the industrial field often a positive displacement pump used, in which compresses the gas to be pumped in a working space becomes. The compression becomes heat generated, which are dissipated got to. The efficiency and efficiency of a positive displacement pump will depend on your operating temperature and the temperature of the pumped Gas with influenced. It is at lower temperatures in usually a higher one Efficiency achievable.

Als Verdrängerpumpen werden aufgrund ihrer robusten Ausgestaltung insbesondere eine Flüssigkeitsringpumpe oder eine Seitenkanalpumpe verwendet. Beispiele zu Flüssigkeitsringpumpen sowie Seitenkanalpumpen sowie ihr prinzipieller Aufbau sind beispielsweise aus dem Internet zu entnehmen unter www.ad.siemens.de/elmo. Weiterhin sind eine Flüssigkeitsringpumpe und ihr Funktionsprinzip zu entnehmen aus dem Siemens-Prospekt „ELMO-L2BL1-Luftgekühlt, ölfrei: Die neue Generation von Vakuumpumpen", 12/98, Siemens AG 1999, Deutschland, Bestellnr.: E200001-P782-A208.When displacement pumps Due to their robust design in particular a liquid ring pump or a side channel pump is used. Examples of liquid ring pumps as well as side channel pumps and their basic structure are, for example from the Internet at www.ad.siemens.de/elmo. Farther are a liquid ring pump and their functional principle can be taken from the Siemens brochure "ELMO-L2BL1-Luftkühlt, oil-free: The new generation of vacuum pumps ", 12/98, Siemens AG 1999, Germany, order no .: E200001-P782-A208.

Die Flüssigkeitsringpumpe besitzt ein exzentrisch im Gehäuse angeordnetes Laufrad und weist ein Betriebsmittel (in der Regel Wasser) auf. Durch die Laufraddrehung bildet das Wasser im Gehäuse einen mitumlaufenden Wasserring, der sich saugseitig von der Laufradnabe abhebt. Durch das so entstehende Vakuum tritt das zu fördernde Gas in den Arbeitsraum der Flüssigkeitsringpumpe ein. Nach fast einer Umdrehung nähert sich der Flüssigkeitsring wieder der Nabe und verdichtet dabei das Gas, welches druckseitig nach außen abgegeben wird. Die bei der Verdichtung entstehende Wärme wird hierbei größtenteils vom Betriebsmittel aufgenommen, welches in der Regel in einem geschlossenen Kühlkreislauf geführt ist. Der Arbeitsbereich der Flüssiqkeitsringpumpe reicht typischerweise von etwa 50 mbar bis etwa zum Umgebungsdruck.The Liquid ring pump has an eccentric in the housing arranged impeller and has a resource (usually Water). The impeller rotation causes the water in the housing to form Circling water ring, the suction side of the impeller hub takes off. Through the resulting vacuum enters the promotional Gas in the working space of the liquid ring pump one. After nearly a turn approaching the liquid ring again the hub and compresses the gas, which pressure side after Outside is delivered. The heat generated during compression becomes this mostly taken from the equipment, which is usually in a closed Cooling circuit guided is. The working area of the liquid ring pump typically ranges from about 50 mbar to about ambient pressure.

Bei der allgemein als Gasring-Pumpe bezeichneten Seitenkanalpumpe rotiert ein Laufrad in einem Gehäuse mit einen Seitenkanal. Das zu fördernde Gas wird über einen Saugschlitz angesaugt und durch das Laufrad und den Seitenkanal in einer schraubenförmigen Bahn durch mehrfache Beschleunigung auf hohen Druck gebracht und druckseitig durch einen Druckschlitz ausgeschoben. Bei diesem Pumpentyp ist im Gegensatz zu der Flüssigkeitsringpumpe kein Betriebsmittel notwendig. Die durch die Verdichtung entstehende Wärme wird über das Gehäuse bzw. mit dem verdichteten und erwärmten Gas abgegeben. Der Arbeitsbereich der Seitenkanalpumpe liegt etwa im Bereich zwischen 0,5 bar Unterdruck und 1 bar Überdruck. Die Seitenkanalpumpe ist oftmals mehrstufig ausgebildet, weist also zumindest zwei Pumpstufen auf, denen jeweils ein Laufrad mit Seitenkanal sowie ein Einlaß und Auslaß zugeordnet sind. Die zweite Pumpstufe ist dabei in Serie zu der ersten Pumpstufe geschaltet und verdichtet das in der ersten Pumpstufe vorverdichtete Gas. Da das in der ersten Pumpstufe vorverdichtete Gas erwärmt ist, ist mit der zweiten Pumpstufe eine im Vergleich zur ersten Pumpstufe geringere Verdichtung möglich. Zudem ist nachteilig, dass das verdichtete Gas beim Verlassen der Pumpanlage nach der zweiten Pumpstufe erwärmt ist.at the generally called gas ring pump side channel pump rotates an impeller in a housing with a side channel. The to be promoted Gas is over sucked in a suction slot and through the impeller and the side channel in a helical Lane brought to high pressure by multiple acceleration and pushed out through a pressure slot on the pressure side. In this type of pump is unlike the liquid ring pump no resources required. The resulting from the compression Heat gets over that casing or delivered with the compressed and heated gas. The workspace The side channel pump is approximately in the range between 0.5 bar vacuum and 1 bar overpressure. The side channel pump is often designed in multiple stages, so it has at least Two pumping stages, each with an impeller with side channel and an inlet and Assigned to outlet are. The second pumping stage is in series with the first pumping stage switched and compresses the pre-compressed in the first pump stage gas. Since the pre-compressed gas in the first pump stage is heated, is with the second pumping stage one compared to the first pumping stage lower compression possible. In addition, it is disadvantageous that the compressed gas when leaving the Pumping system is heated after the second pumping stage.

Aus der DE 35 41 838 A1 ist eine hochverdichtende Kompressoranlage mit mehreren Verdichterstufen zu entnehmen. Bei dieser Kompressoranlage wird die zu komprimierende Luft auf über 40 bar komprimiert. Um die Auslasstemperatur an der dritten Verdichterstufe unter einer sogenannten „Break-point"-Temperatur von etwa 110°C zu halten, ist vor der dritten Verdichterstufe ein Kühler zur Kühlung der aus der zweiten Verdichterstufe ausgestoßenen Luft vorgesehen. Der Kühler ist dabei als eine zusätzliche Komponente vorgesehen, die aufwendig an die eigentliche Kompressoranlage angeschlossen sein muss, wodurch im Vergleich zu einer normalen Kompressoranlage ohne eine derartige Kühlung ein erheblicher Mehraufwand erforderlich ist.From the DE 35 41 838 A1 is to be taken from a high-compression compressor system with several compressor stages. In this compressor system, the air to be compressed is compressed to over 40 bar. In order to keep the outlet temperature at the third compressor stage below a so-called "break-point" temperature of about 110 ° C., a cooler for cooling the air ejected from the second compressor stage is provided in front of the third compressor stage Component provided, which must be consuming connected to the actual compressor system, which in comparison to a normal compressor system without such cooling a significant overhead is required.

In der DE 32 09 035 C2 ist ein Mehrstufen-Schrauben-Kompressor beschrieben, bei dem zwischen seinen beiden Stufen eine Einspritzölkühlung vorgesehen ist. Damit soll der Wirkungsgrad verbessert werden. Auch hier ist jedoch ein erheblicher Aufwand für die Anordnung der Einspritzölkühlung vorgesehen.In the DE 32 09 035 C2 a multi-stage screw compressor is described in which between its two stages an injection oil cooling is provided. This should improve the efficiency. Again, however, a considerable effort for the arrangement of the injection oil cooling is provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und robuste Pumpenanlage mit hoher Effizienz zu ermöglichen.Of the Invention is based on the object, a simple and robust Pump system with high efficiency to allow.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Pumpenanlage zum Pumpen eines Gases mit einer eine Flüssigkeitsringpumpe und eine Kühleinrichtung aufweisenden Pumpvorrichtung und mit einer Verdrängerpumpe, die eine erste Pumpstufe und mit dieser in Serie angeordnet eine zweite Pumpstufe umfasst, wobei den Pumpstufen jeweils ein Einlass und ein Auslass zugeordnet sind, und wobei zur Kühlung des verdichteten Gases eine Kühlleitung zur Kühleinrichtung vorgesehen ist.The Task is according to the invention solved by a pump system for pumping a gas with a liquid ring pump and a cooling device having a pumping device and with a positive displacement pump having a first pumping stage and with this arranged in series comprises a second pumping stage, wherein the pump stages are each assigned an inlet and an outlet, and where for cooling of the compressed gas a cooling line to the cooling device is provided.

Dieser Pumpenanlage liegt die Idee zugrunde, durch geschickte Kombination zweier Pumpentypen eine einfache Pumpenanlage mit hoher Effizienz zu ermöglichen. Und zwar wird dies dadurch erreicht, dass eine insbesondere überschüssige Kühlleistung der der Flüssigkeitsringpumpe zugeordneten Kühleinrichtung zur Kühlung des verdichteten Gases herangezogen. Das in der Pumpanlage verdichtete Gas wird dadurch beispielsweise auf Umgebungstemperatur abgekühlt, bevor es die Pumpanlage verlässt.This pump system is the idea zugrun de, by clever combination of two pump types to enable a simple pump system with high efficiency. This is achieved in that a particularly excessive cooling capacity of the liquid ring pump associated cooling device used for cooling the compressed gas. For example, the gas compressed in the pump system is thereby cooled to ambient temperature before it leaves the pumping system.

Bevorzugt führt die Kühlleitung zur Zwischenkühlung vom Auslass der ersten Pumpstufe über die Kühleinrichtung zum Einlass der zweiten Pumpstufe. Dadurch wird eine Abkühlung des in der ersten Pumpstufe verdichteten Gases erreicht, so dass mit der zweiten Pumpstufe eine vergleichsweise gute Verdichtung ermöglicht ist. Es ist von Vorteil, wenn zusätzlich im Anschluss der zweiten Pumpstufe das verdichtete Gas gekühlt wird.Prefers leads the cooling line for intercooling from the outlet of the first pumping stage via the cooling device to the inlet of the second pumping stage. As a result, a cooling of the in the first pumping stage reached compressed gas, so that with the second pumping stage comparatively good compression is possible. It is an advantage if additionally after the second pumping stage, the compressed gas is cooled.

Vorzugsweise ist die Flüssigkeitsringpumpe dabei insbesondere als Vakuumpumpe in Serie zur bevorzugt als Druckpumpe ausgebildeten Verdrängerpumpe angeordnet. Durch diese zweckmäßige Anordnung lässt sich ein relativ großer Arbeitsbereich zwischen etwa 50 mbar und einem Überdruck von ca. 1 bar erreichen. Die Arbeitsbereiche der beiden Pumpentypen, Flüssigkeitsringpumpe und weitere Verdrängerpumpe, werden dabei vorteilhaft kombiniert.Preferably is the liquid ring pump here in particular as a vacuum pump in series for preferably as a pressure pump trained positive displacement pump arranged. By this convenient arrangement let yourself a relatively large one Working range between about 50 mbar and an overpressure of about 1 bar. The working areas of the two types of pumps, liquid ring pump and more displacement pump, are advantageously combined.

Alternativ zu der Serienanordnung ist vorzugsweise eine parallele Anordnung der Flüssigkeitsringpumpe zum Pumpaggregat vorgesehen.alternative to the series arrangement is preferably a parallel arrangement the liquid ring pump intended for pumping unit.

Bevorzugt ist die Verdrängerpumpe als Seitenkanalpumpe ausgeführt, die sehr robust und zuverlässig ist.Prefers is the positive displacement pump designed as a side channel pump, the very robust and reliable is.

Zweckdienlicherweise weist die Kühleinrichtung der Pumpvorrichtung einen Kombinationskühler auf mit einem ersten Wärmetauscher zur Kühlung eines Betriebsmittels der Flüssigkeitsringpumpe und mit einem zweiten Wärmetauscher, dem das Gas aus der ersten Pumpstufe für die Zwischenkühlung zuführbar ist.Conveniently, has the cooling device the pumping device on a combination cooler with a first heat exchanger for cooling a resource of the liquid ring pump and with a second heat exchanger, the gas from the first pumping stage for the intermediate cooling can be fed.

Die Anordnung des Kombinationskühlers mit zwei getrennten Wärmetauschern hat den Vorteil, dass der standardmäßig angeordnete Kühler lediglich um einen Wärmetauscher ergänzt zu werden braucht. Für beide Wärmetauscher wird vorzugsweise das gleiche Kühlmittel herangezogen.The Arrangement of the combination cooler with two separate heat exchangers has the advantage that the standard cooler only around a heat exchanger added needs to be. For both heat exchangers is preferably the same coolant used.

Zweckdienlicherweise ist der zweite Wärmetauscher als ein Gas-Gas-Wärmetauscher ausgebildet. Das Kühlmittel für die beiden Wärmetauscher ist also Gas, vorzugsweise Umgebungsluft, wodurch die Installations- und Betriebskosten gering gehalten sind.Conveniently, is the second heat exchanger as a gas-gas heat exchanger educated. The coolant for the two heat exchangers is thus gas, preferably ambient air, whereby the installation and operating costs are kept low.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Pumpen eines Gases mittels einer Pumpenanlage, die eine Pumpvorrichtung mit einer Flüssigkeitsringpumpe und mit einer Kühleinrichtung sowie eine Verdrängerpumpe mit einer ersten Pumpstufe und mit einer mit dieser in Serie angeordneten zweiten Pumpstufe aufweist, wobei das in der Verdrängerpumpe verdichtete Gas mittels der Kühleinrichtung gekühlt, und insbesondere zwischen der ersten und zweiten Stufe zwischengekühlt wird.The Task is still according to the invention solved by a method for pumping a gas by means of a pump system, the one pumping device with a liquid ring pump and with a cooling device and a positive displacement pump with a first pumping stage and with a arranged in series with this Having second pumping stage, wherein in the positive displacement pump compressed gas by means of the cooling device cooled, and in particular between the first and second stage is cooled.

Die im Hinblick auf die Pumpenanlage erwähnten Vorteile und bevorzugten Ausführungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren anzuwenden.The with regard to the pump system mentioned advantages and preferred Finishes are mutatis mutandis, too to apply the procedure.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:One embodiment The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung einer Pumpenanlage und 1 a schematic representation of a pump system and

2 eine schematische Darstellung einer Pumpvorrichtung mit einer Flüssigkeitsringpumpe und mit einer Kühleinrichtung. 2 a schematic representation of a pumping device with a liquid ring pump and with a cooling device.

Gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Equivalent Elements are provided in the figures with the same reference numerals.

Gemäß 1 umfasst eine Pumpenanlage 2 eine insbesondere nach Art einer Seitenkanalpumpe ausgebildete Verdrängerpumpe mit einer ersten Pumpstufe 6A und mit einer zweiten Pumpstufe 6B. Die beiden Pumpstufen 6A, B weisen dabei jeweils einen Einlass 8A, B sowie einen Auslass 10A, B auf. Die Verdrängerpumpe 4 ist dabei vorzugsweise – wie dargestellt – als Baueinheit mit den zwei Pumpstufen 6A, B oder alternativ als zwei getrennte Baueinheiten mit jeweils einer Pumpstufe 6A, B ausgebildet.According to 1 includes a pump system 2 a designed in particular in the manner of a side channel pump positive displacement pump with a first pumping stage 6A and with a second pumping stage 6B , The two pump stages 6A , B each have an inlet 8A , B and an outlet 10A , B on. The positive displacement pump 4 is preferably - as shown - as a unit with the two pumping stages 6A , B or alternatively as two separate units, each with a pumping stage 6A , B trained.

Die Pumpenanlage 2 umfasst weiterhin eine Pumpvorrichtung 12, die eine Flüssigkeitsringpumpe 14 (symbolhaft angedeutet) sowie eine Kühleinrichtung 16 umfasst. Die Pumpvorrichtung 12 hat einen Saugstutzen 18 sowie einen Druckstutzen 20.The pump system 2 further comprises a pumping device 12 which is a liquid ring pump 14 (symbolically indicated) and a cooling device 16 includes. The pumping device 12 has a suction nozzle 18 and a discharge nozzle 20 ,

Die Verdrängerpumpe 4 ist mit der Pumpvorrichtung 12 verbunden, und zwar derart, dass eine Verbindungsleitung 22 den Druckstutzen 20 mit dem Einlass 8A der ersten Pumpstufe 6A verbindet. Weiterhin ist eine Kühlleitung 24 vorgesehen, die den Auslass 10A der ersten Pumpstufe 6A mit der Kühleinrichtung 16 verbindet und im Anschluss zum Einlass 8B der zweiten Pumpstufe 6B führt.The positive displacement pump 4 is with the pumping device 12 connected, in such a way that a connecting line 22 the discharge nozzle 20 with the inlet 8A the first pumping stage 6A combines. Furthermore, a cooling line 24 provided the outlet 10A the first pumping stage 6A with the cooling device 16 connects and subsequently to the inlet 8B the second pumping stage 6B leads.

Weiterhin ist eine erste Saugleitung 26 am Saugstutzen 18 angeschlossen und eine zweite Saugleitung 28 mündet in die Verbindungsleitung 22. Mit dem Druckstutzen 20 ist eine erste Auslassleitung 30 verbunden, die ebenfalls in die Verbindungsleitung 22 mündet. Eine zweite Auslassleitung 32 ist mit dem Auslass 10B der zweiten Pumpstufe 6B verbunden. In die erste Saugleitung 26 ist ein Ventil 34A, in die zweite Saugleitung 28 ein Ventil 34B, in die Verbindungsleitung 22 zwischen dem Druckstutzen 20 und der Einmündung der zweiten Saugleitung 28 ein Ventil 34C und in die erste Auslassleitung 30 ist ein weiteres Ventil 34D geschaltet. Die Ventile 34A-D dienen zur Steuerung der Strömungswege, und je nach Ventilstellung ist sowohl ein Parallelbetrieb als auch ein serieller Betrieb der Verdrängerpumpe 4 und der Pumpvorrichtung 12 möglich.Furthermore, a first suction line 26 at the suction 18 connected and a second suction line 28 flows into the connection line 22 , With the discharge nozzle 20 is a first outlet line 30 connected, which is also in the connecting line 22 empties. A second outlet line 32 is with the outlet 10B the second pumping stage 6B connected. In the first suction line 26 is a valve 34A , in the second suction line 28 a valve 34B , in the connection line 22 between the discharge nozzle 20 and the junction of the second suction line 28 a valve 34C and in the first outlet line 30 is another valve 34D connected. The valves 34A -D are used to control the flow paths, and depending on the valve position is both a parallel operation and a serial operation of the positive displacement pump 4 and the pumping device 12 possible.

Beim Parallelbetrieb sind die beiden Saugleitungen 26,28 beide gleichzeitig mit einem Pumpraum verbunden, aus dem ein Gas G abgepumpt werden soll. Die beiden Ventile 34A, B sowie das Ventil 34D sind geöffnet, während das Ventil 34C geschlossen ist, so dass zwischen dem Druckstutzen 20 und dem Einlass 8A keine Strömungsverbindung besteht. Zur Erzeugung eines gewünschten Unterdrucks wird im Parallelbetrieb bevorzugt zunächst die Verdrängerpumpe 4 betrieben, mit der beispielsweise ein Unterdruck von etwa 0,5 bar erzielt wird. Ein weitergehender Unterdruck wird durch die Pumpvorrichtung 12 erreicht, die über die erste Saugleitung 26 das Gas G ansaugt, verdichtet und anschließend über die erste Auslassleitung 30 abgibt.In parallel operation, the two suction lines 26 . 28 both simultaneously connected to a pump space from which a gas G is to be pumped. The two valves 34A , B and the valve 34D are open while the valve 34C closed so that between the discharge nozzle 20 and the inlet 8A there is no flow connection. To generate a desired negative pressure, the positive displacement pump is preferably initially used in parallel operation 4 operated, with the example, a negative pressure of about 0.5 bar is achieved. A further negative pressure is by the pumping device 12 achieved that over the first suction line 26 the gas G sucks, compressed and then via the first outlet 30 emits.

Beim seriellen Betrieb ist das Ventil 34C geöffnet und das Ventil 34D geschlossen. Das Ventil 34B ist ebenfalls geschlossen, kann jedoch zumindest teilweise geöffnet sein. Beim seriellen Betrieb wird das Gas G über die erste Saugleitung 26 angesaugt, in der Flüssigkeitsringpumpe 14 beispielsweise von etwa 50 mbar auf etwa 1 bar verdichtet, über den Druckstutzen 20 abgegeben und am Einlass 8A von der ersten Pumpstufe 6A angesaugt. Unter Umständen ist die erste Pumpstufe 6A für ein größeres Pumpvolumen ausgelegt als dies von der Flüssigkeitsringpumpe 14 am Druckstutzen 20 bereitgestellt wird. Für diesen Fall ist es vorgesehen, das zweite Ventil 34B zumindest teilweise zu öffnen und die zweite Saugleitung 28 mit der Atmosphäre zu verbinden.In serial operation, the valve is 34C opened and the valve 34D closed. The valve 34B is also closed, but may be at least partially open. In serial operation, the gas G is via the first suction line 26 sucked in the liquid ring pump 14 For example, compressed from about 50 mbar to about 1 bar, via the discharge nozzle 20 delivered and at the inlet 8A from the first pumping stage 6A sucked. Under certain circumstances, the first pumping stage 6A designed for a larger pumping volume than that of the liquid ring pump 14 at the discharge nozzle 20 provided. In this case, it is provided, the second valve 34B at least partially open and the second suction line 28 to connect with the atmosphere.

Sowohl im seriellen als auch im parallelen Betrieb wird das Gas G von der ersten Pumpstufe 6A über den Einlass 8A angesaugt, verdichtet und bei einem Zwischendruck von beispielsweise einem Überdruck von ~0,8 bar bezogen auf den Umgebungsdruck aus dem Auslass 10A ausgegeben. Das verdichtete Gas G wird nach Abkühlung in der Kühleinrichtung 16 dem Einlass 8B der zweiten Pumpstufe 6B zugeführt. In dieser Pumpstufe 6B wird das Gas G weiter verdichtet und über den Auslass 10B über die zweite Auslassleitung 32 bei einem Enddruck von beispielsweise 1,2 – 1,5 bar Überdruck bezogen auf den Umgebungsdruck abgegeben.Both in serial and in parallel operation, the gas G is from the first pumping stage 6A over the inlet 8A sucked, compressed and at an intermediate pressure of, for example, an overpressure of ~ 0.8 bar based on the ambient pressure from the outlet 10A output. The compressed gas G is cooled in the cooling device 16 the inlet 8B the second pumping stage 6B fed. In this pumping stage 6B the gas G is further compressed and over the outlet 10B via the second outlet line 32 discharged at a final pressure of, for example, 1.2-1.5 bar overpressure based on the ambient pressure.

Der wesentliche Aspekt ist in der Zwischenkühlung des Gases G zwischen den zwei Pumpstufen 6A und 6B zu sehen, wodurch die Kühlung des Gases G verbessert und damit der Wirkungsgrad, das Fördervolumen sowie die Einsatzgrenzen verbessert werden. Es lässt sich nämlich insgesamt ein höherer Enddruck an der zweiten Ausgangsleitung 32 aufgrund der Zwischenkühlung erreichen im Vergleich zu einer Pumpenanordnung ohne Zwischenkühlung. Dadurch wird der Gesamtarbeitsbereich also vergrößert, wobei die Pumpvorrichtung 12 in erster Linie als Vakuumpumpe und die Verdrängerpumpe 4 in erster Linie als Kompressor eingesetzt wird.The essential aspect is in the intercooling of the gas G between the two pump stages 6A and 6B to see, which improves the cooling of the gas G and thus the efficiency, the delivery volume and the limits are improved. Namely, it can be a total of a higher final pressure at the second output line 32 due to the intermediate cooling reach compared to a pump assembly without intercooling. As a result, the total work area is thus increased, the pumping device 12 primarily as a vacuum pump and the positive displacement pump 4 is used primarily as a compressor.

Alternativ oder zusätzlich zu der Kühlung zwischen den beiden Pumpstufen 6A, 6B kann die Kühlung auch erst im Anschluss an die letzte Pumpstufe 6B erfolgen. Dadurch wird das verdichtete Gas beispielsweise auf Umgebungstemperatur abgekühlt, bevor es die Pumpenanlage 2 verlässt.Alternatively or in addition to the cooling between the two pumping stages 6A . 6B The cooling can also only after the last pumping stage 6B respectively. As a result, the compressed gas is cooled to ambient temperature, for example, before it reaches the pump system 2 leaves.

Die Pumpvorrichtung 12 umfasst gemäß 2 die Flüssigkeitsringpumpe 14, einen Abluftkühler 40, einen Abscheider 42 sowie die Kühleinrichtung 16. Diese umfasst einen Kombinationskühler 44 mit einem ersten Wärmetauscher 46 und mit einem zweiten Wärmetauscher 48. Der Kombinationskühler 44 wird mit Kühlluft K gekühlt. An den ersten Wärmetauscher 46 ist ein Wasser-Kühlkreislauf 50 angeschlossen und der zweite Wärme tauscher 48 ist in die Kühlleitung 24 geschalten, wird also von dem in der ersten Pumpstufe 6A vorverdichteten Gas G durchströmt.The pumping device 12 includes according to 2 the liquid ring pump 14 , an exhaust air cooler 40 , a separator 42 and the cooling device 16 , This includes a combination cooler 44 with a first heat exchanger 46 and with a second heat exchanger 48 , The combination cooler 44 is cooled with cooling air K. To the first heat exchanger 46 is a water cooling circuit 50 connected and the second heat exchanger 48 is in the cooling line 24 is switched from that in the first pumping stage 6A Pre-compressed gas G flows through.

Beim Betrieb der Pumpvorrichtung 12 wird das anzusaugende Gas G über die erste Saugleitung 26 und den Saugstutzen 18 durch den Abluftkühler 40 der Flüssigkeitsringpumpe 14 zugeführt und dort verdichtet. Das im Wasserkreislauf 50 geführte Wasser W ist das Betriebsmittel für die Flüssigkeitsringpumpe. Dieses vermischt sich in der Flüssigkeitsringpumpe 14 prinzipbedingt mit dem Gas G und wird über eine Leitung 52 zusammen mit dem Gas G dem Abscheider 42 zugeführt. Dort wird das Wasser W vom Gas G getrennt. Das Gas G wird über eine Abluftleitung 54 dem Abluftkühler 40 zugeführt, wird dort bevorzugt auf Umgebungstemperatur oder kälter abgekühlt und verlässt die Pumpvorrichtung 12 über den Druckstutzen 20. Das im Abscheider 42 gesammelte Wasser W wird bis auf einen Teilstrom im ersten Wärmetauscher 46 gekühlt und der Flüssigkeitsringpumpe 14 wieder als Betriebsmittel zugeführt. Der Teilstrom wird über eine Wasserleitung 56 dem Abluftkühler 40 zugeführt und dient zur Kühlung des verdichteten Gases G.During operation of the pumping device 12 the gas G to be sucked becomes via the first suction pipe 26 and the suction nozzle 18 through the exhaust air cooler 40 the liquid ring pump 14 fed and compacted there. That in the water cycle 50 guided water W is the equipment for the liquid ring pump. This mixes in the liquid ring pump 14 inherently with the gas G and is via a line 52 together with the gas G the separator 42 fed. There, the water W is separated from the gas G. The gas G is via an exhaust duct 54 the exhaust air cooler 40 fed there, it is preferably cooled to ambient temperature or colder and leaves the pumping device 12 over the discharge nozzle 20 , That in the separator 42 collected water W is up to a partial flow in the first heat exchanger 46 cooled and the liquid ring pump 14 fed again as operating resources. The partial flow is via a water pipe 56 the exhaust air cooler 40 supplied and serves to cool the compressed gas G.

Das dem Kombinationskühler 44 zugeführte Wasser W liegt typischerweise etwa 10° über Umgehungstemperatur und wird im ersten Wärmetauscher 46 durch Kontakt mit der auf Umgebungstemperatur befindlichen Kühlluft K auf etwa 5° über Umgebungstemperatur abgekühlt. Die Kühlluft K erwärmt sich dabei nur unwesentlich, so dass sie zur Kühlung des aus der ersten Pumpstufe 6A kommenden Gases G geeignet ist. Zur Erhöhung der Kühlwirkung des zweiten Wärmetauschers 48, der als Gas-Gas-Wärmetauscher ausgebildet ist, kann dieser auch in Strömungsrichtung der Kühlluft K vor dem ersten Wärmetauscher 46 angeordnet sein, da in diesem Fall die Kühlluft K etwas kälter ist.The the combination cooler 44 supplied water W is typically about 10 ° above the bypass temperature and is in the first heat exchanger 46 cooled by contact with the ambient air cooling air K to about 5 ° above ambient temperature. The cooling air K heats up only insignificantly, so that they are used to cool the first pumping stage 6A coming gas G is suitable. To increase the cooling effect of the second heat exchanger 48 , which is designed as a gas-gas heat exchanger, this can also in the flow direction of the cooling air K before the first heat exchanger 46 be arranged, since in this case the cooling air K is slightly colder.

Mit der Kombination dieser zwei Pumpentypen, der Pumpvorrichtung 12 mit der Flüssigkeitsringpumpe 14 einerseits und der als Seitenkanalpumpe ausgebildeten Verdrängerpumpe 4 mit den zwei Pumpstufen 6A, B wird daher in vorteilhafterweise die von der Kühlluft bereitgestellte überschüssige Kühlleistung zweckdienlich ausgenutzt, ohne dass deutlich höhere Installationskosten anfallen würden.With the combination of these two types of pumps, the pumping device 12 with the liquid ring pump 14 on the one hand and the positive-displacement pump designed as a side channel pump 4 with the two pumping stages 6A Advantageously, therefore, B advantageously utilizes the excess cooling power provided by the cooling air, without significantly higher installation costs.

Aufgrund der Kühlung des Gases G im zweiten Wärmetauscher 48 fällt hier eventuell Kondensat an, welches vorzugsweise von der Flüssigkeitsringpumpe 14 abgesaugt und dem Wasserkreislauf 50 zugeführt wird (nicht dargestellt).Due to the cooling of the gas G in the second heat exchanger 48 Condensate may accumulate here, preferably from the liquid ring pump 14 sucked off and the water cycle 50 is supplied (not shown).

Claims (9)

Pumpenanlage (2) zum Pumpen eines Gases (G) mit einer eine Flüssigkeitsringpumpe (14) und eine Kühleinrichtung (16) aufweisenden Pumpvorrichtung (12) und mit einer Verdrängerpumpe (4), die eine erste Pumpstufe (6A) und mit dieser in Serie angeordnet eine zweite Pumpstufe (6B) umfasst, wobei den Pumpstufen (6A, B) jeweils ein Einlass (8A, B) und ein Auslass (10A, B) zugeordnet sind, und wobei zur Kühlung des verdichteten Gases (G) eine Kühlleitung (24) zur Kühleinrichtung (16) vorgesehen ist.Pump system ( 2 ) for pumping a gas (G) with a liquid ring pump ( 14 ) and a cooling device ( 16 ) having a pumping device ( 12 ) and with a positive displacement pump ( 4 ), which is a first pumping stage ( 6A ) and with this arranged in series a second pumping stage ( 6B ), wherein the pumping stages ( 6A , B) one inlet each ( 8A , B) and an outlet ( 10A , B), and wherein for cooling the compressed gas (G) a cooling line ( 24 ) to the cooling device ( 16 ) is provided. Pumpenanlage (2) nach Anspruch 1, bei der zur Zwischenkühlung die Kühlleitung (24) vom Auslass (10A) der ersten Pumpstufe (6A) über die Kühleinrichtung (16) zum Einlass (8B) der zweiten Pumpstufe (6B) führt.Pump system ( 2 ) according to claim 1, wherein for cooling the cooling line ( 24 ) from the outlet ( 10A ) of the first pumping stage ( 6A ) via the cooling device ( 16 ) to the inlet ( 8B ) of the second pumping stage ( 6B ) leads. Pumpenanlage (2) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Flüssigkeitsringpumpe (14) in Serie zur Verdrängerpumpe (4) angeordnet ist.Pump system ( 2 ) according to claim 1 or 2, wherein the liquid ring pump ( 14 ) in series with the positive displacement pump ( 4 ) is arranged. Pumpenanlage (2) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Flüssigkeitsringpumpe (4) parallel zur Verdrängerpumpe (4) angeordnet ist.Pump system ( 2 ) according to claim 1 or 2, wherein the liquid ring pump ( 4 ) parallel to the positive displacement pump ( 4 ) is arranged. Pumpenanlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Verdrängerpumpe (4) als Seitenkanalpumpe ausgeführt ist.Pump system ( 2 ) according to one of the preceding claims, in which the positive displacement pump ( 4 ) is designed as a side channel pump. Pumpenanlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kühleinrichtung (16) einen Kombinationskühler (44) aufweist mit einem ersten Wärmetauscher (46) zur Kühlung eines Betriebsmittels (W) der Flüssigkeitsringpumpe (14) und mit einem zweiten Wärmetauscher (48) zur Zwischenkühlung des Gases (G) aus der ersten Pumpstufe (6A).Pump system ( 2 ) according to one of the preceding claims, in which the cooling device ( 16 ) a combination cooler ( 44 ) having a first heat exchanger ( 46 ) for cooling a resource (W) of the liquid ring pump ( 14 ) and with a second heat exchanger ( 48 ) for the intermediate cooling of the gas (G) from the first pumping stage ( 6A ). Pumpanlage (2) nach Anspruch 6, bei der der zweite Wärmetauscher (48) ein Gas-Gas-Wärmetauscher ist.Pumping system ( 2 ) according to claim 6, wherein the second heat exchanger ( 48 ) is a gas-gas heat exchanger. Verfahren zum Pumpen eines Gases (G) mittels einer Pumpenanlage (2), die eine Pumpvorrichtung (12) mit einer Flüssigkeitsringpumpe (14) und mit einer Kühleinrichtung (16) sowie eine Verdrängerpumpe (4) aufweist, die eine erste Pumpstufe (6A) und eine mit dieser in Serie angeordnete zweite Pumpstufe (6B) umfasst, wobei das in der Verdrängerpumpe (4) verdichtete Gas (G) über eine Kühlleitung (24) zur Kühleinrichtung (16) der Pumpvorrichtung (12) geführt und dort gekühlt wird.Method for pumping a gas (G) by means of a pump installation ( 2 ), which is a pumping device ( 12 ) with a liquid ring pump ( 14 ) and with a cooling device ( 16 ) and a positive displacement pump ( 4 ) having a first pumping stage ( 6A ) and arranged in series with this second pumping stage ( 6B ), wherein in the positive displacement pump ( 4 ) compressed gas (G) via a cooling line ( 24 ) to the cooling device ( 16 ) of the pumping device ( 12 ) and cooled there. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (G) zwischen der ersten und zweiten Pumpstufe (6A, B) zwischengekühlt wird.A method according to claim 8, characterized in that the gas (G) between the first and second pumping stage ( 6A , B) is cooled between.