DE1403578A1 - Zentrifugal-Verdraengerpumpe sowie Anlage zum UEberdestillieren von Fluessigkeiten mit Hilfe dieser Pumpe - Google Patents
Zentrifugal-Verdraengerpumpe sowie Anlage zum UEberdestillieren von Fluessigkeiten mit Hilfe dieser PumpeInfo
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Description
DR. W, SCHALE * DIPL-INa PgTgR WiRTH
a E* MjDANNiNBERC · DR. V. SCHMIED-KOWARZIK
raANXrURT AM MAIN
THE NASH ENGINEERING COMPANY South Norwalk» Connecticut
U.S.A.
Zentrifugal-Verdrängerpumpe sowie Anlage zum Überdeetillieren
yon Flüssigkeiten mit Hilfe dieser Pumpe
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Pumpen und Pumpenfysteme
und betrifft inabesondere eine neue Zentrifugal-Verdrängerpumpe, die mit hoher Leistung Oase, Dämpfe oder Flüssigkeiten
oder daraus bestehende Mischungen durohsetet, sowie auf
ein Verdampfersystem, in dem eine solche Pumpe verwendet ist··
Zwar ist die Erfindung insbesondere auf ein# umlaufende Zentrifugalpumpe
gerichtet, die ausschließlich Gase, aueeöhlieS-Iioh
Dämpfe oder ausschließlich Flüssigkeit oder eine Mischung aus diesen umpumpen kann, jedoch besieht sioh die Erfindung ,.
auch'auf ein verbessertes Verdampf erf ystem, ia dem die l
besserte Pumpe Anwendung findet und welohes mit einem bie IM-jetzt
nicht erreichten Wirkungsgrad arbelt#|» ; · ' , :.■>
90988570113
In Verdampferanlagen, insbesondere kleinen Anlagen, die beispielsweise
etwa 1.890 1 Jasser pro Tag destillieren, ist es schwierig, mit den vorhandenen Üblichen Pumpenausrüstungen
das gewünschte hohe Vakuum bei den Kondensationsvorriohtungen dieser Anlagen aufrecht zu erhalten. In den meisten Fällen
erfordert eine solohe Vorrichtung bis zu drei getrenntePumpen,
einschließlich einer Destillatpumpe, um das Destillat zu entfernen, das nach der Verdampfung kondensiert worden ist,
einer Solepumpe zum Entfernen der in dem Verdampfer verbliebenen Sole und einer Luftabsaugpumpe zum Bntfernen der nicht
kondensierbaren Gase aus der Kondensiervorrichtung. Es ist wünschenswert, daß der Verdampfer mit einem möglichst hohen
Vakuum arbeitet, um Wärmequellen niedriger Temperatur verwenden zu können. Es ist außerdem günstig, wenn der Partialdruck
der Luft in der Kondensationsvorrichtung auf ein Mindestmaß verringert wird, wodurch die Flüssigkeit ebenfalls nahezu
auf ihren Verdampfungs- oder Siedepunkt gebracht wird. Diese
nahe dem Siedepunkt liegende Temperatur erhöht die Schwierigkeit, die Flüssigkeiten sowohl aus dem Verdampfer als auch aus
der Kondensationsvorrichtung zu pumpen. Heute übliche Destill^tpumpen
und Verdampfersolepumpen erfordern eine positive
Druckhöhe von etwa 1,80 m, damit das './asser kontinuierlich entfernt
werden kann. Dies ist ein Nachteil, da solche Anlagen in kleinen Wasserfahrzeugen nicht verwirklicht werden können, v/o
der Raum für einen solchen Höhenunterschied zwischen Verdampfer und Kondensationsvorrichtung nicht zur Verfügung steht.
909885/0313
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die obenge-.
nannten Nachteile des Verdampferbetriebes dadurch überwunden,
daß eine verbesserte Verdampferbauart geschaffen wird, die
eine einzige Pumpeneinheit enthält, die aus einem einzigen Antriebsmotor und aus Ewei diesem zugeordneten neuen Flüssigkeita-Sas-Abaaugpumpen
besteht. Beide Pumpen arbeiten in ähnlicher Y/eise imd können, wenn dies .erforderlich ist, kontinuierlioh
Gas pumpen, oder aber, wenn ihnen hauptsächlich Flüssigkeit zugeführt wird, auch Flüssigkeit· Die Pumpen sind
vorzugsweise so angeschlossen, daß die Sole aus dem unteren Teil des Verdampfers kontinuierlich durch eine Pumpe an dem
einen Bnde des Motors entfernt ..'ird, v/ährend die Pumpe am anderen
Ende des Llotors dazu verwendet wird, das Destillat kontinuierlich
aui; der Kondensat!onsvorrichtung abzusaugen und
gleichzeitig die Luft aus der Kondensationsvorrichtung zu entfernen
und das Vakuum in ihr aufrecht zu erhalten. Diese letztgenannte Pumpe hat außerdem den Vorteil, daß die aus der Kondensationsvorriehtung
während des Pumpvorganges entfernte Luft komprimiert unl ·. ieder mit dem erhaltenen Enddestillat verei
nigt werden kann.
i-in wesentliches "lerknal des oben beschriebenen Verdampferrv\
Vieris ist die Bauweise der oben erwähnton Pumpe, die einen
Einbau der lumpe in gleicher Höhe mit dem Verdampfer erlaubt,
ohne daß eine positive Saughöhe erforderlich ist, wobei es wesentlich iot, daß diese Pumpe sowohl Gas als auch Flüssigkeit ,
fördern kann.
909885/0313
_ 4 6AD OF:!0!NAL
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Kombination
eines Flüssigkeitsring-Luftkompressors und einer Zentrifugalflüssigkeitspumpe,
die so hintereinander geschaltet sind, daß jedes Pumpenelement unter Bedingungen arbeiten kann, die früher
für unmöglich angesehen wurden. Es ist normalerweise nicht zu erwarten, daß eine solche Kombination möglich sei, da es
nicht gebräuchlich ist, einem Luftkompressor als zweite Stufe eine Zentrifugalflüssigkeitspumpe nachzuschalten, weil es bekannt
ist, daß das Arbeiten der Zentrifugalflüssigkeitspumpen
durch in den Saugeinalaß eintretende Luft beeinträchtigt ?d.rd„
Jedoch zeigt die erfindungsgemäße Kombination Vorteile» die sich aus der folgenden Beschreibung ergeben.
Die als Hauptteil verwendete Flüssigkeitsringpumpe oder Kompressor ist in der Technik bekannt und braucht daher nicht näher
beschrieben zu werden. Er ist so aufgebaut, daß er Luft oder Gas durch die Verdrängungswirkung eines FlÜssigkeitsringee
fördert und komprimiert, wobei dieser Ring durch einen Rotor in ei em exzentrischen oder elliptischen Gehäuse angetrieben··
-.vird. Die dem Flüssigkeitsring erteilte kinetische Energie
wird in Druckkraft bzw, Kompressionsarbeit für das geförderte Gas überführt eier umgewandelt. Das Gas wird wegen seiner verhältnismäßig
geringen Dichte infolge der oben beschriebenen Verdrängungswirkung durch die Kanäle der Pumpe gefördert, und
zwar mit Geschwindigkeiten von der Größenordnung von etwa 670 ' bis etwa 1.675 m/l-Iinute, wie dies bei Luft- und Gaskompreeeoren
üblich ist. .
909885/0313 - 5 ~'v i
EAD C.'!2,1NAL - J\
Es ist in der Technik, "bekannt, daß eine Haschine zum Komprimieren
von Gas nicht geeignet ist, Flüssigkeit mit der gleichen Geschwindigkeit und dem gleichen Auslaßdruck zu fördern.
Die Flüssigkeit kann nicht mit den gleichen Geschwindigkeiten gefördert werden, die bei Gasen möglich sind. Der Grund dafür
liegt in dem großen Unterschied zwischen den Dichten von Gasen und Flüssigkeiten. Sollte ein positiver, d.h. Druck erzeugender
Kompressor, "beispielsweise eine Kolbenpumpe, an seiner Saugöffnung während seines normalen Betriebes nur V/asser anstelle
von Gas aufnehmen, so würde die Pumpe entweder sofort stehenbleiben, oder möglicherweise ihr Zylinderkopf herausfliegen
oder aber irgend ein anderer Schaden entstehen. Y/ürde in einer üblichen Flüssigkeitsringpumpe während deren normalem Betrieb
anstelle von Gas nur Flüssigkeit an der Saugöffnung aufgenommen, oder wäre in einer solchen Pumpe kein Gas zum Pumpen vorhanden,
wie beispielsweise in der sogenannten "Totpunkt"-Lage (dead end condition), so v/ürde die Pumpe nicht stehenbleiben oder beschädigt
werden, wie dias bei einer Verdrängungs-Druck-Purnpe der
Fall v/äre, sondern die Pumpe bekommt Kavitationserscheinungen. Eine solche ..'irkung auf eine Flüssigkeitsringpumpe wird manchmal
"queering" (i/underlich werden, Unregelmäßiges Arbeiten)
oder "stalling" (Überziehen) genannt. Läßt man die Pumpe eine längere Zeit unter diesen Bedingungen laufen, so werden die Botorschaufeln
und das Pumpengehäuse durch Kavitationserscheinungen
beschädigt. So sollte eine Flüssigkeitsringpumpe immer mit Luft versorgt werden, die zusammen mit der ihr zugeführten Flüssigkeit
gepumpt wird, um den Kühl- und Betriebsbedingungen ge- · recht zu werden.
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'Jegen der oben beschriebenen Erscheinungen wird eine:'Flüssigkeitsringpumpe nie mit Absicht in solchen Fällen verwendet,
wo die Saugöffnung vollkommen verschlossen werden kann, oder wo kein Gas in ihre Einlaßöffnimg eintreten kann, weil die Gaszufuhr
unterbunden werden könnte. Dies wäre der Fall, wenn die Pumpe dazu verwendet würde," Luft und nicht kondensierbare Bestandteile
aus der Kondeiisationsvorrichtung eine3 Verdampfersystems zu entfernen. Sobald der größte Teil der Luft aus der
^ Kondensationsvorrichtung entfernt und praktisch keine Gasströmung mehr vorhanden ist, füllt sich die Vakuumpumpe oder der
Kompressor mit seiner Kühl- und Abdichtungsflüssigkeit auf und die Turbulenz- oder Kavitationswirkung entsteht. Die dadurch
entstehende oben beschriebene Schädigung ist weitgehender eine Folge von Kavitationserscheinungen auf den inneren Teilen als
eines Versagens infolge großer Belastungen, wie dies bei einer Verdrängungspumpe der Fall wäre.
Bei der erfindungsgemäßen Kombination"ist dafür gesorgt, daß
" der Flüssigkeitsringkompressor auch ausschließlich Flüssigkeit
ohne Luftzufuhr pumpt, ohne daß dadurch Kavitationserscheinungen oder Schädigungen für die Pumpe oder den Kompressor auftreten.
Es ist in der Technik bekannt, daß eine Zentrifugalflüssig'-keitspumpe
nicht arbeiten kann, wenn nicht ein wesentlicher Volumenpro ζ ent sat ζ Luft in dem in die Saugöffnung eintretenden
. Flüssigkeits-Luft-Gemisch vorhanden ist. In einer übea?lichen
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Zentrifugalpumpe liegt diese Grenze bei etwa drei Yolumenpr.ozent
luft in der Flüssigkeit. Dies gil't auch, wenn beim Ansaugen
Dampf vorhanden ist, ITm die AnweBenheit von Dampf zu verhindern,
wird die Saugöffnung immer soweit unter Druck gehalten,
daß an dem Einlauf auftretende Verdampfung unterdrückt -.vird.
Das Maß dieser Druckeinwirkung wird häufig als ITPSTI angegeben,
oder positive Hettosaughöhe über dem Dampfdruck der Flüssigkeit
unter den Bedingungen, unter denen diese an dem Pumpensaugein-IaB ankommt, übliche Zentrifugalpumpen erfordern für ununterbrochenes Pumpen eine positive Ilettosaughöhe von etwa 6,6 m.
Die besten für diese Bedingung entwickelten Xondensatorpunpen arbeiten zufriedenstellend bei einer Lliüdestsaughöhe von etwa
1,20 m. Einige zn besonderen Zwecken, dienende Koiidensatorpumpen
wurden entwickelt, die mit einer positiven Hettosaughöhe von
nicht mehr als 60 cm arbeiten, aber dies bedeutet meist eine
wesentlich verringerte Kapazität "bei gegebener Größe der verwendeten
Pumpe.
Die Erfindung sielit eine Kombination einer Z entrif ugalf lüssigceitspumpe
uni einer Fluss'.glceitsringpumpe vor, um Flüssigkeiten,
die sieh an ihrem Siedepunkt befinden, oder bei einer positiven Ilettosaughöhe von Hull, zu pumpen. Diese neuartige Zoiaoination
einer Flüssigkeitsringpiampe ir.it einer ZentrifugalflässiglveitspuBipe
ergibt tn einer noch su beschreibenden 'Jeise
eine einzige Zentrifugalmasciiine, die Gase, Dämpfe, !Flüssigkeiten
oder Gemische aus diesen ■wirksam und mit einer Uindestsaughöhe
oline Bescliädigung der Pumpe fördern kann.
909835/0313
• <— R —
Es ist in manchen lallen schwierig, die erforderliche positive
Nettosaughöhe bei Verwendung normaler Pumpen oder Verdampfern
und Kondensationsvorrichtungen zu schaffen bzw. zu erhalten, und zwar besonders auf Schiffen, in denen die erforderliche
räumliche Höhe manchmal nicht zur Verfügung steht. Die Erfindung ermöglicht es, die Pumpe direkt an der Seite des Verdampfers
selbst zu befestigen. Sie muß nicht unbedingt unterhalb des Verdampfers angebracht sein, um die üblicherweise bei bekannten
Pumpen erforderliche positive Nettosaughöhe zu schaffen.
Es ist nicht nur notwendig, das Destillat bei oder nahe dem Siedepunkt β« abzusaugen, sondern auch die Luft aus der Kondensationsvorrichtung zu entfernen, um den Wirkungsgrad der Kondensationsvorrichtung
zu erhöhen und den Partialdrück der Luft
so nahe bei Null zu halten, wie dies im Hauptteil des" Verdampfers möglich ist. Es ist außerdem wünschenswert, die Tem*
peratur so niedrig wie möglich zu halten, um Heizquellen mit · ;
niedriger Temperatur für Verdampferzwecke anwenden zu können, f
was höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Vakuum·*·
pumpe stellt. Auf diese \/eise kann eine maximale Wärmemenge
der anfänglich zur Verfügung stehenden Wärmequelle entnommen - - ·
werden und infolge der niedrigen Temperatur, bei der die Wärme . t
entzogen wird, werden aus der Sole weniger Salze oder andere
Mineralien ausgefällt und infolgedessen die inneren Teile des Verdampfers weniger verkrustet und verschlackt* " "! *
90988S/0313
Ein Nachteil "bekannter Verdampfer, die bei kotieren Temperaturen als die erfindungsgemaße Torrichtung arbeiten, liegt darin,.
daß sie häufig gereinigt werden müssen.
Zum Irreichen der niedrigstmöglichen Temperatur in der Kondensationsvorrichtung
ist die bestmögliche Ausrüstung erforderlich, um diese niedrige Temperatur durch Erhöhen des Vakuums .
der Kondensationsvorriohtung auf den höchstmöglichen Wert erzeugen
zu können.
Bei dieser Art der Anwendung ist es -üblich» Hochdruck-V/asaerdampfdüsen
zu verwenden, um die luft aus der Kondensationsvorrichtung
zu entfernen. Auch mechanische Vakuumpumpen und Y/ass er Strahlpumpen sind zu diesem Zwecke verwendbar. Alle diese
Pumpen geben die luft getrennt an die Atmosphäre ab. früher
wurde es als unmöglich angesehen, die Vorteile der allgemein
günstigen normalen Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe für diese Entfernung
der Luft aus der Kondensationsvorrichtung wahrzunehmen.
Die„Schwierigkeit bestand hauptsächlich darin, daß die Luftmenge,
die aus der Kondensationsvorrichtung entfernt werden .
soll, manchmal so niedrig ist, daß die Vakuumpumpe praktisch mit einer Kapazität von Hull arbeitet. Unter dieser Bedingung
wird die normale Flüssigkeitsringpumpe "wunderlich" (queer) bzw. ist KavitatLonserscheinungen ausgesetzt und durch diese
Kavitationserscheinungen, die - wie oben beschrieben - auftreten,*!
wenn Flüssigkeit ohne Luft gepumpt werden soll, wird die Pumpe be«
schädigt. Die erfindungs^emäße Pumpenkombination, die die gün-
909305/0 313
atigen Merkmale der Flüssigkeitsringpumpe enthält, arbeitet auch·
unter der Bedingung, daß die Luftmenge praktisch Mull ist, ohne beschädigt zu werden.
Normale Flüssigkeitsringpumpen können nicht mit ihrer üblichen
Kapazität arbeiten, wenn die der Pumpe als Abdichtungsiaedium
zugeführte Flüssigkeit sich einer Temperatur nähert, die dem
Siedepunktdruck der Flüssigkeit entspricht. Solche Pumpen müssen bei einem absoluten Druck arbeiten, der wesentlich über
dem Siedepunkt druck liegt, während es bei der erfindungsgemäßen Pumpenkonstruktion möglich ist, bei einem hohen Vakuum zu
arbeiten, wobei die Einlaßdichtungstemperaturen praktisch der Siedepunkttemperatur entsprechen und die Verdrängungskapazität
für das jeweilige Luft-Dampf-Gemisch normal ist.
Ein anderer Vorteil der erfindungsgeraäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie ein höheres Vakuum erzeugt, als es mit einer
üblichen Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe 'möglich ist. Y/ie bereits ausgeführt, muß bei einer üblichen Flüssigkeitsringpumpe am
Saugeinlaß etwas Gfas oder Luft vorhanden sein. Mit anderen *.7orten,
am Saugeinlaß muß ein gewisser Partial-Luft- oder Gasdruck
bestehen« Dadurch wird das praktisch «eswesas&zle. Vakuum beispiels7a.se
bei einem einstufigen Arbeitsgang beschränkt, bei dem eine Wasserabdichtung bei 15,6°C und etwa 63,5 cm Quecksilbersäule verwendet wird. Die Pumpe kann bei einem höheren Vakuum
nicht sicher arbeiten, weil dann "Totpunkt" (dead end)-vorgänge und "wunderlich werden" oder Kavitationserseheinungen auftreten.
Die erfindungsgemäße Pumpe kann jedoch bei dem Absperrdruck
909885/0313
oder Schlußdruck arbeiten, der dem Dampfdruck seiner Abdich-7
tung entspricht. Unter dieser Bedingung braucht zum zufriedenstellenden
Betrieb keine Luft vorhanden zu sein, wie dies bei der üblichen Flüssigkeitsringpumpe erforderlich ist. Wird
7/asser bei 15»6 C als Abdichtungsmittel verwendet, so kann die
Pumpe ohne Kavitationsschaden ein Vakuum von etwa 74,68 cm Quecksilbersäule erreichen, verglichen mit 63,5 cm einer üblichen
Pumpe.
Die erfindungsgemäße Pumpenkombination enthält ein Gehäuse mit
einer Flügel aufweisenden Pumpenkammer bzw. -kammern und einer Flüssigkeit spurenkammer,, /./eiterhin weist sie einen zylindrischen
Flilssigkeitsringrotor und einen Zentrifugalflüssigkeitsläufer
auf, die miteinander verbunden auf einer gemeinsamen Antriebswelle innerhalb der Punipenkammern angeordnet sind. Der
Flv.ssigkeitsringpumpenteil ist so angeordnet, daß er direkt aus
der Vorrichtung ansaugt, aus der die siedende Flüssigkeit, die Dämpfe und die 3ase entfernt werden sollen, und diese mit einem
mittleren Druck su dem Einlaß des Flüssigkeitsläufers fördert.
Die aUB Läufer und Rotor bestehende Einheit wird über eine V/elle
von einem llabep.teil angetrieben, das eine Scheibe aufweist, an
der die radial verlaufenden Schaufeln eines die zweite Stufe darstellenden Zentrifugalflüssigkeitsläufers angebracht sind.
An diesen Schaufeln sind auch die Mantel oder Wände und Schaufeln
des Flüssigkeitsringrotors befestigt.
— 19—*
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H03578
Nach der Erfindung sind die radial verlaufenden Schaufeln des zweiten Flüssigkeitsläufers im allgemeinen ebenso groß oder
größer ausgebildet als die Schaufeln des Flüssigkeitsringläufers und außerdem auch größer, als normaleirweise erforderlich
wäre, um nur Flüssigkeit unter dem erwarteten vorgesehenen Betriebsdruck zu pumpen. Die Pumpe ist weiterhin so kon-
struiert, daß die Kanäle des die erste Stufe darstellenden
Flüssigkeitsringes so groß wie möglich sind, um gegebenenfalls die Förderung sowohl von Flüssigkeit als auch von Gasen zu erleichtern.
Der Flüssigkeitsringrotor und das Gehäuse sind so ausgebildet,
daß sie ein gegebenes Verdrängungsvolumen Gas über ein in der· Konstruktion vorgesehenes Einlaß- und Auslaß-Druckgefälle abgeben.
Im Falle einer Kondensationsvorrichtung ist der Einlaßdruck derjenige der Kondensationsvorrichtung, d.h. beispiels- j
weise ein Vakuum von der Größenordnung von etwa 74 om Queck- j j
"■ ' ■ . "j
silbersäule, während der Auslaßdruck etwas über atmosphärischem ;'.
Druck liegt, einschließlich Reibungsverlust usw* also mögli- . ||
cherweise einen Überdruck von etwa 900 g bis 1,56 kg aufweist* f ":
Die Flüssigkeitsringpumpe bietet außerdem konstruktionsgemäß ί J
die Möglichkeit, neben dem Gas auch die erforderliche Flüssig- 4
keit zum Abdichten, Kühlen und Kondensieren' zu fördern. Der Grad | !
des Aufnahmevermögens für Flüssigkeit ist jedoch im Verhältnie f -\
zu dem Gesamtgasvolumen, das von dem Flüssigkeitsringteil ge- " · ·
fördert wird, immer noch gering. Der Durchmesser der Rotor- .·..;_
Behäufeln des Flüssigkeitsringes, das Durchsatz- oder Ver&rän- ^ - *
gungsvermögen dieser Schaufeln und das sie umgebende, mit ihnen * - *
90988S/0313 ^
- 13 -■ · .
zusammenwirkende elliptische Gehäuse sind alle so beschaffen,
daß sie die oben beschriebene Arbeit bei einer normalen Motorantriebsgeschwindigkeit
leisten. Die dem Flüssigkeitsring von den Leisten oder Schaufeln des Rotors erteilte kinetische Energie
genügt gerade, um dieses Maß an.Arbeit mit einem entsprechenden-Spielraum
zu leisten. Y/ird die Pumpe an diesem Punkt statt mit Gas nur mit Flüssigkeit" gespeist, so kann sie diese Flüssigkeit
nicht über die gesamte Druckdifferenz fördern, da die dem Flüssigkeitsring erteilte kinetische Energie nicht ausreicht. Hach der
Erfindung ist jedoch der Flüssigkeitsring nur erforderlich, um das Flüssigkeitsgemisch hoher Dichte über ein geringes Druckgefälle
zu fördern, das der dem Flüssigkeitsring erteilten kinetischen Energie entspricht bzw. mit diesem vergleichbar ist.
Der Zentrifugalflüssigkeitsläufer ist erfindungsgemäß so konstruiert,
daß er mit der gleichen Drehgeschwindigkeit arbeitet und die erforderliche Menge Flüssigkeit aus der KondensationsvOrrichtung
bei einem Vakuum von etwa 74 cm Quecksilbersäule auf einen höheren, überatmosphärischen Druck fördert, als für
den Flüssigkeitsringteil erforderlich ist. Für diesen höheren Druck ist der Läufer so konstruiert, daß er entgegen atmosphärische'm
Druck-fördert, wenn er ein dichtes Gemisch von Luft
und 'i/asser fördert, das etwa 20 Volumenprozent Luft enthält.
Fördert der erfindungsgemäße Flüssigkeitsringteil normale Luftoder
Gasmengen, so preßt er diese auf ein kleineres Volumen zusammen und fördert sie in den Einlaß des Zentrifugalläufers.
909881/0313 -H- ι
Während dieses Vorgangs fördert die Flüssigkeitsringpumpe die
luft und die nicht kondensierbaren Gase über die gesamte vorgesehene
Druckdifferenz von dem Hochvakuum zu dem überatmosphärischen Druck, wie dies oben beschrieben wurde, .»'egen des hohen
Luftanteiles bewirkt der Zentrifugalläufer während dieses Arbeitsganges praktisch keinen zusätzlichen Gasdruckunterschied.
Mit anderen Y/orten, die Flüssigkeitsringpumpe treibt das Gas
durch die Schaufelkanäle des Flüssigkeitszentrifugalläufers hindurch. Während dieser Zeit entlastet der Flüssiglceitszeiitrifugalläufer
jedoch den Flüssigkeitsringteil, indem die mitgeführte Kühl- und Dichtungsflüssigkeit über die kleine Druckdifferenz
über dem Zentrifugalflüssigkeitsläufer gepumpt wird, wodurch für den Flüssigkeitsringteil der Pumpe die Notwendigkeit entfällt,
diese Flüssigkeit durch seine Druckwirkung durch die Kanäle zu pressen.
Die umlaufenden Kanäle oder Gänge des Zentrifugalläufers haben weiterhin den Vorteil, daß sie durch Zentrifugalkraft die mit-
P geführte Flüssigkeit von dem Luft-Flüssigkeitsgemisch trennen, das von dem Flüssigkeitsringteil zu ihrem Einlaß gefördert ..'ird.
Durch dieses Abtrennen der Flüssigkeit von der Luft y/ird ein
besserer Luftdurchsatz erreicht, da diese Trennung den Reibungsverlust verringert, der normalerweise mit der turbulenten strömung
eines Gemisches aus Gasen und Flüssigkeiten durch einen ortsfesten Kanal hindurch verbunden ist;·
Während dieser Arbeitsstufe kann der Zentrifugalflüssigkeitsläufer
keinen wesentlich erhöhten Druckunterschied für den gesamten Mischungsstrom verwirklichen, da die Dichte dieser Mi-
909885/0313
■ 140357«
— ι ρ —
sellung verglichen mit den Abmessungen und der G-escliwindigkeit
des nur für Flüssigkeit "bemessenen Zentrifugalläufers gering
iBt. Diese Bedingung herrscht bei einer liondensationsvorrichtung,
wenn zunächst die Luft aus der Vorrichtung entfernt wird,
'.renn das Vakuum der Kondensationsvorrichtung auf das Betriebsvakuum
gebracht wird, wird die zu fördernde Luft- oder G-asmenge
allmählich verringert., bis nur noch, die durch Leckschäden in
der Kondensationsyorrichtung vorhandene Luft und die aus dem
Salzwasser freigesetzte Luft zu fördern sind. Ist die ICondensatiorisvorriehtung
besonders gut gebaut, so ist die zu entfernende Luftmenge sehr klein und besteht praktisch nur in der
!.tenge, die aus dem in den Verdampfer einströmenden Salzwasser
freigesetzt wird.
Yfenn bei der Arbeit einer erfindun^sgemäß konstruierten Pumpe
in einer Kondensationsvorriehtung die Luf tmeng*e verringert
oder die von der Flüssigkeitspumpe zu fordernde Flüssigkeitsmenge entweder durch das zu fördernde Kondensat Oder durch die
zurückgeführte Flüssigkeitsmenge relativ erhöht wird, erhöht
sich die Dichte der löschung am Auslaß der Flüssigkeitsringpumpe,
'«Tird der Luft anteil im Verhältnis zu der Gesamtmenge
der zu fördernden Flüssigkeit v?eiter verringert, so nähert sich
die Mischung am Binlaß des Zentrifugalläufers einem Tfert, bei
dem der Zentrifugalflüssigkeitsläufer durch seine eigene Wirkung einen deutlichen Druckunterschied hervorrufen kann, und auf
dieser Arbeitsstufe beginnt der Zentrifugalflüssigkeitsläufer als zweite Stufe zu der Flüssigkeitsringpumpe wirksam zu werden«
909885/0313 - te -
Wenn die Evakuierung der Kondensationsvorrichtung fortschreitet
und die Mischung sich der beschriebenen "Totpunkt"-Stellung ' . ·
(dead end position) nähert, bei der wenig oder keine Luft am Auslaß der Flüssigkeitspumpe vorhanden ist, ist die Mischung
dicht genug geworden, so daß der Zentrifugalläufer diese Flüssigkeit über die normalerweise für den Läufer bei Flüssigkeitsdurchsatz vorgesehene Druckdifferenz pumpt. Das konstruktiv vorgesehene
Flüssigkeitsfördervermögen für den Zentrifugalflüssigkeitsläufer
ist mit Absicht größer gehalten als der Druckunterschied zwischen dem absoluten Druck der Kondensationsvorrich- - ._·,·
tung und dem atmosphärischen Druck, so daß sowohl z,u dem Zeitpunkt,
an dem dichte Flüssigkeit gepumpt wird, als auch zu dem
Zwischenzeitpunkt, an dem immer noch etwas Luft in der Flüssig- -]
keit mitgeführt ist, ein weiter Arbeitsspielraum vorhanden ist. 'Λ
Wenn also diese Bedingung bei der Arbeit der Kondeneätionsvar- .{
richtung eintritt, so wirkt die Zentrifugalflüssigkeitepumpe ' \ _'. :'■■
als zweite Stufe zu der Flüssigkeitsringpumpe, wodurch d&er * i ·,'
Zwischendruck» der auch der Auslaßdruck des Flüesigkeitsringes -■ ..(
i " ■ j ist, merklich verringert wird. Unter dieser Bedingung braueht , t- :
der Flüssigkeitsringteil der Ko-abinatlon dann nur über eine ,' '. '
Druckdifferenz von etwa 2 bis 5 cm Quecksilbersäule zu arbeiten, ·,
statt über volle. 75 cm oder mehr Druckhöhe von dem absoluten' , ,-,j
Druck der Kondensationsvorrichtung bis zum Außendniek. "-.[..'
Bei dieser stark verringerten Druckhöhe, die in der Größenord- I .
nung eines Druckes von etwa 1,27 bis etwa 7,6 cm Quecksilber- «" \
909085/0313 - 17 - ' ' :
- 17 - '■ ■ "
liegen kann, hat die Flüssigkeitsringpumpe ihrem Flüssigkeitsring
genug kinetische Energie zugeführt, daß die gesamte eintretende Flüssigkeit über dieses verminderte Druckgefälle gefördert wird, ohne daß der Flüssigkeitsring verlangsamt wird
oder in eine überzogene (stalled) oder "wunderlich gewordene" (queered) Stellung gebracht wird, wie dies in Verbindung mit
der "Totpunkt"-Stellung bei üblichen Flüssigkeitsringpumpen
beschrieben vrarde.
Die erfindungsgemäße Pumpe ist besonders vorteilhaft für ein
neuartiges Verdampfersystem und eine Verdampfervorrichtung verwendbar,
insbesondere für Verdampfer, die zur Gewinnung von Trinkwasser oder anderer als menschliche Nahrung dienender
Flüssigkeit dienen* Die erfindungsgemäße Pumpenkonstruktiiion
nutzt die bekannten Eigenschaften des Flüssigkeitsringkompressors und der Flüssigkeitszentrifugalpumpe aus, in der keine innere
Schmierung erforderlich ist. Daher ist die von den Pumpen geförderte Flüssigkeit nicht mit Schmiermitteln oder - infolge
Reibberührung - Metallteilchen vermnreinigt, wie dies im all- ;
gemeinen bei anderen mechanischen Pumpenausrüstungen der Fall ; ist.
Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung des Destillates, das aus einem diese Pumpenausrüstung verwendenden Verdampfer er- S
halten wird, ist die Tatsache, daß die luft, die aus der dem .
Verdampfer zugeführten Ausgangsflüssigkeit entfernt wirdt nicht,
- 18 - ,
'8-0988-6/0313
verloren geht, sondern während des Komprimier ens und lumpens
in der erfindungsgenäßen Vorrichtung mit dem erhaltenen Destillatprodulct
vereinigt und abgegeben wird. Es ist bekannt, daß beispielsweise destilliertes ',iasser einen schalen Geschmack
hat. Mit anderen Porten, verglichen mit normaleia Trinkwasser
ist es ohne Geschmack. IDin Grund dafür liegt darin, daß, wenn
es aus der ICondensationsvorrichtung kommt, die gesamte Luft
aus der Flüssigkeit entfernt worden ist, wodurch es schlecht
.schmeckend wird. *.7ird jedoch die Luft während des Komprimier ens
und Pumpens mit dem Destillat v/ieder vereinigt, so v^ird das erhaltene
Destillatprodukt mit seiner normalen Henge absorbierter Luft wieder schmackhaft.
Ein weiterer, sich aus der Verwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ergebender Vorteil, der bereits angedeutet .rurde,
ist die Tatsache, daß bei diesem Hochvakuumverdampfer T.7ärmequellen
niedriger Temperatur verwendbar sind. So kann das Kühlwasser, das zur Verringerung der Temperatur von Verbrennungsmotoren
dient, als Y/armequelle für diese Verdampfereinheit verwendet
werden. Die Temperatur des umströmenden "Yassers, das aus
dem normalen Verbrennungsmotor erhalten v/ird, liegt in der Größenordnung
von etwa 65 bis 71 C. Diese Temperatur genügt durchaus
für die erfindungsgemäße Verdampfereinheit, so daß duijch
Verwendung dieser sonst nicht verwendeten, abströmenden \.rärme
eine verhältnismäßig beträchtliche Menge frisches ".'fässer erzeugt
werden kann,
- 19 -909886/0313
Um den Viert dieser Tatsache zu zeigen^ wird grob geschätzt,
daß 3.780 1 pro Tag destilliertes frisches Trinkwasser mit dieser Vorrichtung zu erhalten sind, indem die sonst nicht
verwertete Wärme des abgegebenen Kühlv/assers eines 101 P.S.
Motors verwendet wird. Dies zeigt, daß diese Art Vorrichtung
sich besonders gut für kleine Boote, einsame Inseln usw. eignet, wo kein frisches Yfasser vorhanden ist.
Der Zentrifugalflüssigkeitsläufer besitzt die konstruktiv
vorgesehene Eigenschaft, daß er bei dem Durchsatz von "Flüssigkeiten
über seinen gesamten Druekbereich arbeiten kann. Vifie
alle üblichen Zentrifugalpumpen besitzt er jedoch nicht die
Möglichkeit, direkt von der Kondensationsvorrielitung an die Atmosphäre zu pumpen, wenn der absolute Druck der Kondensationsvorrichtung
nahe der Sättigungstemperatur der gepumpten flüssigkeit liegt. In diesem Falle würde der Zentrifugalläufer
eine positive ITettosaughöhe erfordern, um zufriedenstellend
arbeiten zu können. Bei einem solchen Arbeitsgang schafft die erfindungsgemäße Vorrichtung daher die positive NettosaughÖhe,
die durch die Jirkung des als erste Stufe wirkenden Flüssigkeitsringes
der Vorrichtung erforderlieh ist. Diese positive Kettosaughöhe,
die für die Zentrifugalpumpe erforderlich ist, ist verglichen mit dem normalen konstruktiv vorgesehenen Druekge- \
fälle der Flüssigkeitspumpe ein kleiner *Jert« Da dieses zum
Aufrechterhalten der Saughöhe des Zentrifugalläufers erforderliche Druckgefälle so gering ist, kann der Flüssigkeitsring
dieses Gefälle liefert, wenn praktisch die ganze Flüssigkeit
909885/0313 - 20 ~
gepumpt wird, ohne daß in der Flüssigkeitsringpumpe ein Stocken oder Stehenbleiben oder Kavitationserscheinungen auftreten.
Die Flüssigkeitsringpumpe kann weiterhin Flüssigkeit bei Siedetemperatur
über dieses geringe Druckgefälle pumpen, was nicht möglich wäre, wenn die Flüssigkeit über ein größeres oder ein
normales Kompressordruckgefälle gepumpt werden müßte.
. Es ist in der Technik bekannt, daß die Gegenwart selbst kleiner
Mengen Dampf am Einlaß einer normalen Zentrifugalpumpe deren
Versagen bewirkt. Die Bildung von Dampf am Einlaß der Zentrifugalpumpe wird meist durch eine Verminderung des Druckes der
Flüssigkeit bewirkt, der wiederum durch Reibung in den Leitungen oder am Einlaß der Pumpe verursacht ist, wobei sich djaser
Dampf plötzlich entwickelt. Die Anwesenheit von Dampf vermindert die Gesamtdichte der Mischung in dem Zentrifugalläufer "bis
zu einem Punkte, an dem der Zentrifugalpumpenteil bei dieser
leichteren Mischung nicht den erforderlichen Auslaßdruck erzeugt. Dadurch wird die Pumpe so stillgelegt, daß sie nur wfenig
P oder nichts fördert.
Eine Flüssigkeitsringpumpe andererseits ist vor allem zur !Förderung
von Ufas en, geringen Mengen Dämpfen und etwas Flüssigkeit
zu Kühlzwecken vorgesehen· Sie ist vor' allem eine Gaspumpe und kann Gas über ihren aormalen, konstruktiv vorgesehenen
Druckbereich fördern. Hat jedoch die der PuMpe zugeführte Dich-*
tungsflüssigkeit eine Temperatur., die ihrem Verdampfungsdruck
am Einlaß der Pumpe nahekommt, so bewirkt der am Einlaß der -
909885/0313 - 21 -
Pumpe auftretende zusätzliche Druckabfall ein Verdampfen der
Dichtungsflüssigkeit. Diese verdampfte Flüssigkeit füllt allmählich die Durchsatzkammern der Flüssigkeitsringpumpe, bis
diese kein Aufnahmevermögen mehr für weiteren Gasdurchsatz -.besitzt.
Die plötzliche Entwicklung des Dampfes am Einlaß der üblichen Flüssigkeitspumpe tritt, wie bereits ausgeführt, bei
einem absoluten Druck auf, der höher ist als der absolute Yerdampfungsdruck
der verwendeten Dichtungsflüssigkeit* Diese Erscheinung zeigt sich in allen üblichen Flüssigkeitsringpumpen
und stellt eine allgemein anerkannte- Begrenzung dar. Es zeigt sich also, daß die übliche Flüssigkeitsringpumpe in diesem
Falle an ihrem Einlaß Luft oder Gas haben kann, jedoch an dieses Gas nicht gelangen kann bzw. es nicht ansaugen kann, da
sich aus der Dichtungsflüssigkeit am Pumpeneinlaß schnell übermäßig viel Dampf■entwickelt. Diese Erscheinung nähert sich der
bemts beschriebenen "Totpunkt"-Bedingung.
Eine erfindungsgemäße Pumpe enthält große Kanäle, die zu und von dem Flüssigkeitsringteil der Kombination führen, sowie die i
als zweite Stufe"wirkende Zentrifugalpumpe, die es ermöglicht,
daß größere Mengen Dichtungs- und Kühlflüssigkeit gefördert werden, während mit üblichen Flüssigkeitsringpumpen nur begrenzte
Mengen Dichtungs- und Kühlflüssigkeit gefördert werden können. Indem eine größere Flüssigkeitsströmung durch die Pumpe
hindurch gewährleistet ist, ergibt sich bei der gleichen Korn-■ ·
pressionsarbeit eine verhältnismäßig geringe Temperaturer-
i - 22 - I
909886/0313 . !
höhung in dem Flüssigkeitsring, und diese Tatsache selbst verringert
die Möglichkeit, daß an der Einlaßöffnung Flüssigkeit verdampft. Diese Gefahr des plötzlichen Verdampf ens v/ird weiter
durch die großen Kanäle herabgesetzt, durch die ein geringerer Druckabfall bei dem eintretenden G-as und der eintretenden
Flüssigkeit bewirkt \/ird.
Eine Verminderung der Dampfbildung am Einlaß wird dadurch erreicht,
daß das Druckgefälle vermindert wird, über das die Flüssigkeitsringpumpe
in der ersten Stufe der Zv/eistufeneinheit zu arbeiten hat. Diese Verringerung des Druckgefälles vermindert
natürlich den Betra,g an Arbeit, den der Flüssigkeitsringteil zu
leisten hat, wodurch weiter der Temperaturanstieg in dem großen Flüssigkeitsstrom durch seine Kanäle gering gehalten v/ird.
Diese Y/irkung wird durch eine v/eitere Tatsache begünstigt. Die
Temperatur des Flüssigkeitsringes v/ird dadurch etwas verringert,
daß sich an ihrem Auslaß Dampf entwickelt und infolge des geringen Temperaturunterschiedes, bei dem die Abdichtung
arbeitet, ist diese Kühlwirkung eine bessere Hilfe als wenn größe Temperaturunterschiede vorlägen, wie dies bei einer üblichen
Flüssigkeitspumpe der Fall ist. Diese Kühl wirkung und das Verdampfen der Dichtungsflüssigkeit ändern sich je nach
den Wärmecharakteristiken der durchgesetzten Flüssigkeit. Diese Wirkung hängt ab von dem Verhältnis der latenten Flüssigkeitswärme zu dem spezifischen Volumen ihres Dampfes bei der jeweiligen
Temperatur und dem jeweiligen Dampf.
■' 90988S/0313 - 23 -
".,'ie oben ausgeführt, ist der Dampf, der am Einlaß zur Flüssigkeitsringpumpeneinheit
entwickelt wird,' geringer als das normale Durchsatzvermögen der Pumpe. Infolgedessen durchsetzt oder
"schluckt" der Flüs^igkeitsringteil seinen eigenen Dampf und
besitzt immer noch ein großes Aufnahmevermögen, um v/eitere Flüssigkeits- und Dampfmengen in seine Durehsatzkeammern su
saugen, wo sie komprimiert und zu dem Zwisehenpunkt gefördert
werden. Bei dem Komprimieren bis zu dem mittleren Pimkt ist
seine mittlere Dichtungstemperatur niedrig genug, um die Dämpfe während dieses Komprimierens zu kondensieren. So wird stabilisierte
Flüssigkeit zu dein" Z\.rischenpunkt gefördert, die an diesem
Punkt «η eine so jroße positive ITettosaughöhe besitzt, daß
sie von der Zentrifugalflüssiglreitspumpe ohne Dampf entwicklung
aufgenommen und auf atmosphärischen oder auf den gewünschten
höheren Druc': gebracht werden kann.
Sweek der Urfiniunj ist es also, eine verbesserte Purrpenkonfjtr.uktion
zu schaffen, die Flüssigkeiten bei Binlaßdrüeken
durchsetzt, die sich dem Siedepunkt der durchgepiunpten Flüssig- ((
keit nähert.
3in weiterer L'v.'eck der iSrfinduns ist es, eine Pumpe zu schaffen,
die ?l"ll -sigkei-t bei ei^esa !.lir.lestmaß an positiver ITettosaughöhe
pumpt. '
'.Weiterhin soll lie Erfindung eine Pumpe schaffen, die einen
PlMsisi-vkeitsringkoHipressorteil und einen Zentrifugalflüssigkeitspumpeziteil
enthält, äie hintereinander angeordnet arbeitet,■ : ·■--*■■·-*
903885/0313
OBKStNAL - 24 -
Die Erfindung soll darüber hinaus eine Pumpe schaffen, die einen Flüssigkeitsring-Vakuumpumpenteil enthält, der mit einer
Dichtungsflüssigkeit arbeitet, die einen dem Siedepunkt der Flüssigkeit am Pumpeneinlaß gleichen oder angenäherten Druck
besitzt.
Ein v/eiterer Zweck der Erfindung ist es, eine Flüssigkeitsring-Vakuumpumpeneinheit
zu schaffen, die bei einem versperrten oder k abgedeckten Saugeinlaß arbeiten kann, ohne daß Schaden durch
Kavitationserscheinungen auftritt.
Auch soll die Erfindung eine Flüssigkeitsringpumpenkombination
schaffen, die Flüssigkeit fördern kann, ohne daß Kavitations«
schaden auftritt.
Ein anderer Zweck der Erfindung ist es, eine Kombination aus einer Flüssigkeitsringpumpe und einer Zentrifugalflüssigkeitspumpe
zu schaffen, bei der die Teile so angeordnet Bind, daß ψ zufriedenstellend Gase, Dämpfe, Flüssigkeiten oder aus diesen
bestehende Mischungen gepumpt werden können und eine gute lebensdauer
und Arbeitsweise gesichert sind.
Die Erfindung soll weiterhin eine Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe
oder eine Kompressorkombination mit verbessertem Wirkungsgrad schaffen. '■·'-
- 25 909885/0313
Dartiber hinaus soll die Erfindung eine kombinierte Pumpeneinheit
schaffen, die eine Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe und eine Flüssigkeitszentrifugalpumpe enthält, so daß gleichzeitig Flüssigkeit
durch die eine Einlaßöffnung und Luft oder Gas durch eine zweite Einlaßöffnung gefördert werden können.
Die Erfindung soll außerdem ein verbessertes Verdampfersystem schaffen. Dabei soll dieses Verdampfersystem eine einzige Pumpeneinheit
aufweisen, die so angeordnet ist, daß sie Luft aus j dem Kondensatorsystem entfernt und die einen Saugeinlaß aufweist,
durch den Flüssigkeitsdestillat aus der Kondensationsvorrichtung gepumpt wird, wobei die Pumpe einen eine erste Stufe
bildenden Flüssigkeitsringkompressor aufweist, der zu einem als
zweite Stufe wirkenden Zentrifugalflüssigkeitspumpenteil fördert und wobei die Pumpe Flüssigkeit auf Siededrücke pumpen
kann.
Die Erfindung hat weiterhin den Zweck, ein Verdampfersystem zu schaffen, das eine Pumpe zum Durchsatz von Flüssigkeit enthält, ="
die auf der gleichen Höhe wie der Verdampfer angeordnet und in der Lage ist, aus diesem auf oder nahe dem Siededruck befindliche
Flüssigkeit bei einer positiven JÜTett ο saughöhe von Hull zu
pumpen. ' ,
Zweck der Erfindung ist es außerdem, ein Verdampferaystem zu
schaffen, in dem eine V/ärmequelle mit niedriger lemperatur,
beispielsweise nicht verwertete Wärme des Kühlabwassers einer
Brennkraftmaschine, verwertet werden kann.
909S8S/Q313 ".-.-■
Die Erfindung soll auch ein wirksames Verdampfersystem schaffen,
das "bei niedriger Temperatur arbeitet, wodurch ein störendes Ausfällen von Mineralien und Salzen in dem Verdampfer vermieden
ist.
Dann soll die Erfindung einen Verdampfer schaffen, der schmackhaftes
destilliertes -./asser ergibt, das den normalen absorbierten
Luftgehalt aufweist und von Verunreinigung durch Puapen-.Schmiermittel
frei ist.
Schließlich soll die Erfindung eine verbesserte Flüssigkeits-
und Gaspumpe schaffen, die einfach im Aufbau, stabil in der Konstruktion, wirtschaftlich in der Herstellung und wirksam
im Betrieb ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung, ihrer Betriebsvorteile
und der besonderen Verwendungszwecke ist die Erfindung im folgenden
an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:
Figur 1 eine sohematische Ansicht eines Verdampfersystems
nach der Erfindung,
) F&gur 2 in größerem Maßstab einen Querschnitt durch die in
Fig. 1 dargesti.lte Vakuumpumpe 14»
figur 3 eine Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Pumpe von der
linken Stirnseite aus gesehen,
9098SS/0313 .
Figur 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2, Figur 5 einen Schnitt nach linie 5-5 der Fig. 2,
Figur 6 einen Pig. 2 ähnlichen Teilquersclmitt, der einen
andere Ausführungsform des Kompressoreinlaßteiles für eine der in Fig. 1 gezeigten Pumpen zeigt, und
Figur 7 eine Teilansieht im Schnitt nach der Linie 7-7 der
Fig. 3.
In den Zeichnungen ist ein Verdampfer 10 dargestellt, der am
oberen Ende seiner einen Seite eine Kondensationsvorrichtung 12 aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung
dient der Verdampfer 10 dazu, S_ole mittels in dem Verdampfer
angeordneter Heizeinrichtungen zu verdampfen. Die entstehenden
Dämpfe werden nach oben und seitlich in die Kondensationsvorrichtung
12 geleitet. Die Kondensationsvorrichtung 12 enthält
die üblichen Kühlschlangen, durch die eine Flüssigkeit, wie | Wasser, geleitet wird und das entstehende Kondensat .wird am Boden
der Kondensationsvorrichtung gesammelt. Das Kondensat oder
Destillat ist das Frischwasser, welches von der Anlage erzeugt wird und welches das Hut ζ er Zeugnis des Ver dampf ungs verfahr ens
darstellt.
- 28 -'
909885/0313
Damit der Verdampfer 10 so wirksam wie möglich arbeiten kann,
ist es wichtig, daß die Kondensationsvorrichtung 12 "bei einer
Temperatur und einem Druck arbeitet» die entsprechend der zur Verfügung stehenden Yfärme und der Kühlmittelzufuhr so niedrig
wie möglich sind. Um die Temperatur und den absoluten Druck so niedrig wie möglich zu halten, ist es wichtig, daß die Kondensationsvorrichtung
ständig von angesammelten Gasen und Dämpfen
befreit und unter Vakuum gehalten wird. Der absolute Druck in der Kondensationsvorrichtung wird addurch vermindert, daß mitgeführte Luft, Gase und nicht kondensierbare Bestandteile aus
ihr entfernt werden. In der Kondensationsvorrichtung verbleibende luft erhöht den in diesem herrschenden Gesamtdruck.
Nach der Erfindung dient eine allgemein mit 14 bezeichnete
Vakuum- oder Kompressorpumpe sowohl zum Entfernen der Luft und
"Jegpusipen des Destillates als auch zur Aufrechterhaltung des
Vakuums in der Kondensationsvorrichtung.
Die Pumpe 14, deren besondere Bauweise im folgenden noch näher
zu beschreiben ist, enthält einen Saugeinlaß, der über eine
Leitung 16 mit dem oberen Teil der Kondensationsvorrichtung 12 oder irgend einem anderen Punkt der Kondensationsvorrichtung
verbunden ist., an dem es möglich ist, angesammelte Luft zu entfernen.
Destillat, das sich am Boden oder im Auffangbehälter
der Kondensationsvorrichtung 12 bildet, gelangt über eine Lei- '■
tung 18 zu"dem anderen Saugeinlaß der Pumpe 14. Die Kompressorpumpe
14 arbeitet in einer neuen, noch zu beschreibenden Weise,
9 0 9885/0313 ■ - 29 -
BAD ORIGINAL
um di-e komprimierte Luft und das Kondensat in eine Auslaßleitung
20 und von da in einen höher gelegenen Behälter 22 zu leiten. Der Behälter 22 dient als Separator oder Scheider und
ermöglicht es„ daß überschüssige Luft durch eine Öffnung 24 ins F
Freie abgegeben wird. Die überschüssige Flüssigkeit wird übereine Leitung 26 zu einem Sammelbehälter oder zu der Verbraucherstelle
für das verdampfte Y/asser oder Destillat gebrächt. Sin
Teil der zu dem Behälter 22 geleiteten Flüssigkeit wird über
eine Leitung 28 zu einem Dichtungsverschluß 29 zurückgeführt und damit der Pumpe zugeleitet, um di« Pumpenlager mit Flüssigkeit
abzudichten und die Verdichtung der Dämpfe zu fördern* die
durch die Pumpe geleitet werden. Dämpfe durchströmen ferner die
Leitungen 16 und 18, da der Dampf in dem Kondensator 12 sich
auf oder nahe der Druckhöhe befindet, bei der die Flüssigkeit ;
verdampft. ■
Nach der Erfindung enthält das Verdampfersystem eine weitere
allgemein mit 20 bezeichnete Pumpe, die der Pumpe 14 ähnlich ,
ist und über eine Leitung 32 Sole von dem Boden des VejMlamJrfer» |
entfernen kann. Da sich die Sole in dem Verdampfer 10 während
des Verdampfungsprozesses auf oder nahe dem Siedepunkt befin*
det, hat es sich gezeigt, daß die meisten Pumpen eine* positive Druckhöhe oäev ein positives Druckgefälle an der Saugseite erfordern*
Die Pumpe 30» die im folgenden noch näher erläutert wird, erfordert ein solches Gefälle nicht und kanii auf de» - ;
gleichen Mveau wie der Verdampf®?* angeordnet sein* Sie
- 3ο -
die Sole über eine Überbord- oder Abwasserleitung 36 ab·
Nach der Erfindung enthält die Flüssigkeits- und G-aspumpe 14
ein praktisch zylindrisches, allgemein mit 38 bezeichnetes
Gehäuse oder Gehäuseteil mit einer Stirnwandung 4o, die
gegen den Motor 34 anliegt und mit diesem verbolzt ist. Die Stirnwandung 40 weist eine Öffnung für eine Welle 42
des Motors 34 auf» An der die Welle 42 umgebenden Öffnung der Wandung 4o ist eine mechanische Wellenabdichtung 44
vorgesehen*
Am gegenüberliegenden Ende des Gehäuseteiles 38 ist mit diesem
ein allgemein mit 46 bezeichnetes! den Kompressor aufnehmendes
Plügelgehäuse und ein Einlaßkopf verbolzt. Dieses Flügelgehäuse·
und Einlaßkopfteil 46 wei-st einen oberen Einlaßkanal 48 und
einen unteren Einlaßkanal 5o auf, von. denen jeder in eine ge»-
trennte Einlaßleitung 52a bzw, 52b mündet, die innerhalb eines
allgemein mit 54 bezeichneten zylindrischen, mit Öffnungen versehenen OfeLles ausgebildet sind, das in der Mitte des Flügelteiles
des Gehäuses angeordnet ist, Die leitungen 52a und 52b
bilden getrennte Einlasse für jeden Flügel der Pumpe t und auf
diese Weise ist es möglieh, an jeder der getrennten mit den
Leitungen 16 und 18 verbundenen feilen des Kondensators eins
unabhängige Pumpwirkung zu erreichen.
- in der dargestellten Ausführungsfornt der Erfindung besitzt
das Gehäuse. 46 praktisch elliptische innere Wandungen 3Bt
die zwei Flügelteile begrenzen.
Erfindungsgemäß ist ein allgemein mit 58 bezeichneter. ' »
Rotor vorgesehen, der auf der Y/elle 42 verschraubt.und
"befestigt ist und sich mit dieser dreht.' Der Rotor besitzt
eine Nabe 6o, eine Scheibe 62, die aus der Habe radial nach außen ragt, eine laufschaufeleinrichtung 64, die sich
von der Scheibe 62 axial nach: außen erstreckt, und einen allgemein mit 66 bezeichneten Flüssigkeitsringrotorteil,
. der-Wände 68 und 7o und Eotorleisten oder -schaufeln 72 aufweist. ' r. . ■-·-.. ä
Brfindungsgemäß ragt der Endmantel- oder V/andteil 7ο axial
und radial über einen liagerdiohtungsteil 74 des Gehäuses 46
hinaus und besitzt eine innere Umfangswandung 7oa, die in
geringem Abstand von einem nach innen ragenden Mantel- oder Wandteil 7ö des Gehäuses 38 angeordnet ist, sowie eine
radial verlaufende Spitze 7ob, so daß eine Zentrifugal-Plüssigkeits-Üichtungskammer
79 zwischen einer ringförmigen Pörderkammer ßa und dem Flüssigkeitsringpumpenteil 66 geschaffen wird. Die in dem G-ehause 38 ausgebildete ringförmige *
Abflußkammer So ist über eine Auslaßleitung 82 mit einer
Auslaßdüse SA- verbunden. -;..
Bei Betrieb, .vierden flüssigkeit und Plussigkeits-Gas-ö-emisehe
durch die Öffnung 5o aus der Leiturg. 16 aufgenommen, ,während
durch tiiiT l'ffnunj; 46 aus der Leitung 16 hauptsächlich
<>as ιιηά -juamrf auf genommen werden. Um zu gewährleisten,
909885/0313
BAD
daß zum Kondensieren und Abdichten eine bestimmte Flüssigkeit«··
menge zur Verfügung, steht, wird ein Teil der flüssigkeit
aus dem Behälter 22 über die Leitung 28 zu dem Dichtungsanschluß 29 zurückgeführt. Sie wird zu einer Dichtungskammer
96 geleitet, die zwischen der Wand 68 und dem Gehäuse 4-6
ausgebildet ist, dann durch eine genau bemessene Öffnung 98 und schließlich in den Flügelteil 56 geführt (Fig. .7).
Flüssigkeit, die in die erste Verdichtungsstufe der Pumpe
gelangt ist, wird durch die Schaufeln 72 um die Flügel geleitet, wo die abwechselnde Einwärts- und Auswärtsrichtung
des Flüssigkeitsringes die Pumpenwirkung und die Kompression der Gase herbeiführt. Gas, Flüssigkeit und Dampf lelangen
durch je eine Einlaßöffnung 83a bzw. &3b (Fig. 2) in dem ·
Teil 54 am inneren Ende der Schaufeln 72 in die Einlaßkariäle
52a und 52b, während kondensierte Dämpfe und komprimierte Gase durch je eine Auslaßöffnung 86a und 86b in dem zylindri*·
sehen, mit Öffnungen versehenen Teil 54 abgelassen werden.
Der mit Öffnungen versehene Teil 54 weist einen Auelaßkanal 88 auf, der mit dem Einlaß oder Einlauf 9o des Flüssigkeitepumpenrades
58 in Verbindung steht. Das Pumpenrad fördert die Flüssigkeit radial nach außen in die bereits beschrie-4
bene ringförmige Kammer 8o.
Die Abmessungen des Flüssigkeitsringverdichterteilee 66
und der Schaufeln 72 des Botors, sowie die Größe des Ge·· "· "
häuses 46 sind so gewählt, daß ein bestimmtes Fördervolumen Gas,bezogen auf einen gegebenen Ansaugdruck in Millimeter ·
Quecksilbersäule, gefördert wird. Dieses Volumen wird dann
9 Q-98 8:5/03 13
zusammengepreßt, während ein Teil des das Gas und die
Flüssigkeit feegleitenden Dampfes kondensiert und bei praktisch
atmosphärischem Druck in den Einlaß 9o (!"ig. 2) gefördert
' wird. Der Kompressor 66 kann nicht nur das Gasvolumen fördern,
das er komprimiert, sondern eykann auch die notwendige
flüssigkeitsmenge zum Abdichten, Kühlen und Kondensieren
fördern» Das Verhältnis dieser Flüssigkeitskapazität zu
der Gasverdrängung der Pumpe ist jedoch, sehr klein»
Wenn der Hingrotor 66 hauptsächlich Gas fördert, wie beispielsweise
in dem anfänglichen Befreiungsvorgang einer Kondensationsvorrichtung,so wird dieses Gas in dem Sotor
auf den erforderlichen atmosphärischen oder überatmosphärischen Druck zusammengepreßt und durch dessen jtoslaööf^nung
in den Binlaß 9o des Zentrifugalläufers geleitet, wie dies
in Hingpumpen üblich ist· Diese abgegebene lischung aus Gas
und Flüssigkeit enthält weniger Gas pro Volumen als am !in·*
. trittskanal 52, und zwar infolge des Kompressionaverhältnissee
zwischen dem absoluten Einlaß- und Auslaßdruck, pus evtl«
auftretender Kondensationserscheinungen innerhalb der Ring-" !
pumpe* Während dieses Arbeitsganges kann die Biiigpump©
das zusammengepreßte Ga® durch den Einlaß 9Q des Be&trifugallaufeis,
durch die Bchaufelkanäle des Zentrifugalläufers 58 l
(Fig. 5), durch die Sammelkammer 8o und scJbließliöh durch i
die Auslaßleitung 84 förderft, Der 2entrifugalla»f#3* ruft : , -
^ bei.dem zu dieser %eit dusohströmendeÄ %sa &#i»ö» ro#iÄiohtjac
00988t/01*3
Druckunterschied hervor, sondern wirkt heim Pumpen der
Flüssigkeit, die zusammen mit dem Gas von dem Ringrotor ausgetragen wird. Der Zentrifugalläufer trennt außerdem vermöge
der Zentrifugalkraft die Flüssigkeit von dem G-as, während
dieses duroh ihn hindurchströmt, so daß ein sauberer Durch- ■
gang für das Gas auf seinem Weg durch die Läuferschaufein
gewährleistet ist. Dadurch werden Reibungsverluste herabgesetzt, die sonst bei turbulenten Mischungen aus Gas und
Flüssigkeit außerordentlich groß sind.
Erfindungsgemäß werden di« Größe und Form der Schaufeln 72
unter Berücksichtigung der für den Flüssigkeitsring vorgesehenen Verdrängung, die durch den Flügelteil des Gehäuses
bestimmt wird, so gewählt, daß die erforderliche Menge G-as
und Flüssigkeit bei einer Nennantriehsgeschwindigkeit des
Motors gepumpt bzw. dilrchgeleitet wird. Die von dem Motor
über dieSchaufeln übertragene kinetische Energie genügt gerade,
um diese Arbeit in angemessenen Grenzen durchzuführen*
Während des normalen Betriebes einer Kondensationsvorrichtung
und nach Befreiung der Kondensationsvorrlchtung von der
anfänglich- vorhandenen luftmenge ist wenig oder keine luft
von der Flüssigkeitsringpumpe zu fördern, so daß sie versucht,
nur Flüssigkeit zu pumpen. Die Abmessungen der Flüssigkeitsringpumpe sind so gewählt, daß sie nicht genug kinetische
Energie besitzt, um Flüssigkeit nur über das gleiche JDruckgefälle;
au pumpen, über das sie normalerweise luft fördert· ,
9Q9885/&313
In dieser Ausführungform der Erfindung ist daher Vorsorge .
getroffen, daß das Druckgefälle über die Flüssigkeits-■pumpe
verringert wird, wenn diese nur Flüssigkeit pumpen soll. Dies geschieht durch Kombination mit den Läuferschaufeln
64 der zweiten Stufe. Dieser zweite Läufer weist eine
zusätzliche Spitzenkapazität auf, die über und oberhalb der
Spitzenbedingungen des Druckes zwischen der Kondensationsvorrichtung
und dem Endaustrittspunkt liegt, wobei dessen Druckhöhe etwas über atmosphärischem Druck liegt.
Die Läuferschaufeln 64 sind so bemessen, daß sie ein dichtes
Flüssigkeits-Luft-Gemisch von dem absoluten Druck der Kondensationsvorrichtung
12 zu dem Trennbehälter 22 fördern. Während des vorbereitenden Arbeitsganges, bei dem das Gemisch eine
geringere Dichte besitzt und die Flüssigkeitsringpumpe Luft
fördert, fügt der Zentrif.ugalläufer praktisch'keinen Druckunterschied
dem geförderten Gas zu. Sobald jedoch diese Dichte durch die Verringerung der von der Flüssigkeitsringpumpe
geförderten Luft erhöht wird, wirken die Schaufeln 64
des Zentrifugalläufers als eine zweite Stufe des Ringrotors,
wodurch der Zwischendruck an den Auslaßöffnungen 86a des
Mngrotors bis zu einem Punkt herabgesetzt wird, an dem
das Druckgefälle über den Kingrotor so niedrig ist, daß
der Flüssigkeitsring gegenüber diesem Druckgefälle nur noch
Flüssigkeit fördert, und zwar ohne Schaden und ohne die
vorhandene kinetische Energie zu überschreiten, die vom
909885/0313
Motor 34 auf den FlüBsigkeitsring Übertragen wird· Die
Schaufeln 64 des Zeritrifugalläufers fördern das diohte Luft-Flüssigkeitsgemisch
in den Kanal 8o, aus dem es über die Leitung 82 mit vorgeschriebenem Druckgefälle an die Auslaßleitung 84 abgegeben wird»
Die in Fig. 1 bei 3o dargestellte Pumpe ist der Pumpe 14
ähnlich, enthält jedoch nur einen einzigen Einlaß 92 (ffig. 6), der für beide Pumpenflügel dient und der mit der Leitung
verbunden ist. Der Einlaß 92 ist in einem allgemein mit 94 bezeichneten Endgehäuseteil ausgebildet (s.Fig. 6). Durch,
den Einlaß 92 angesaugte Flüssigkeit, Gas und Dampf werden
in einen einzigen Kanal 52 des zylindrischen, mit Öffnungen
versehenen Teiles 54 geleitet. Dieser Kanal 52 ist für beide
Einlaßöffnungen 83a und 83b vorgesehen. Die Pumpe wird dazu verwendet, auf dem Siedepunkt befindliche Sole aus dem Verdampfer
1 ο zu pumpen. Die gleiche Pumpe mit einem einzigen Einlaß 92 kann verwendet werden, um Material aus der Kondeiisationsvorriehtung
12 abzupumpen, wobei der Einlaß sowohl das Destillat als auch die Luft aus der Kondensationsvorrichtung
aufnimmt. Manche Kondensatorkonstruktionen werden vor- teilhaft
in dieser Weise angeschlossen.
Es ist weiterhin zu beachten, daß jede der Pumpen mit zwei
Flügelteilen 56 versehen dargestellt ist. Es kann jedoch auch " ein einziges exzentrisches Gehäuse als einziger Flügel mit
909885/0313
einem einzigen Einlaßanschluß und einem einzigen Auslaßänsohluß,
der mit dem Einlaß 9o des läufers der zweiten
Stufe in Verbindung steht, oder a"ber eine über zwei hinausgehende Anzahl Flügel verwendet werden. Die Ausführungsform
mit einem Flügel kann der in Fig. 6 gezeigten Form entsprechen, wo ein einziger Einlaß 92 und ein einziger Auslaß 86
dargestellt sind, der wiederum mit dem Einlaß 9o des läufers
der zweiten Stufe in Verbindung steht.
; '■"■■■
Es ist zu beachten, daß die erfindungsgemäße, verbesserte
Pumpenkonstruktion außer auf dem G-eöiet des beschriebenen
Verdampfersystems noch viele andere Verwendungsmöglichkeiten
hat« Sq kann die Pumpe beispielsweise in einem System für
einen Prozeß eingesetzt werden, der dazu dient, abgeflossenes
heißes Kondensat unmittelbar in einen Heizkessel zurückzuführen. In solchen Fällen war es bis jetzt üblich, ein Pumpen- s
system zu verwenden, das eine Düsenpumpe bzw. Strahlpumpe und eine Zentrifugalpumpe in kombinierter Anordnung enthielt»
Die Zentrifugalpumpe entzieht einer wärmeverteilenden, mit Leitflächen versehenen Anfüllumfuhrung. Wasser und
fördert es durch die Düsenpumpe, die eine positive Strömung
aus Kondensat, Gras und luft aus der Auslaßle'itung der Anlage für diesen Prozeß bewirkt und das Kondensat direkt in den
Heizkessel einspeist. In solchen Systemen wird mitgeführtes»
nicht kondensierbares Gas und/oder luft mittels einer ■ (
Irennkammeranlage aus dem Verfahrensstrom ausgeschieden. - ·
ÖÖ98SS/Q313
■ Die erfindungsgemäße Pumpe kann die Kombination einer Düsen-
und Zentrifugalpumpe ersetzen und beim Fördern von Flüssigkeiten,
Gasen und Dämpfen oder Mischungen wirksam arbeiten.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen
und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern
es sind im Rahmen des Erfindungsgedankens Abwandlungen . und Änderungen möglich."
- Ansprüche -
909385/0313
Claims (1)
1. Zentrifugalverdrängerpumpe, gekennzeichnet durch ein Gehäuse
mit einem inneren mindestens einen Flügel aufweisenden Kompressorteil und einem inneren dem Kompressorteil benach- a
barten Flüssigkeitspumpenteil, ferner durch Einlaßeinrichtungen
zum Anschluß dieses Kompresaorteiles, Auslaßeinrichtungen,
die aus dem Flüssigkeitspumpenteil nach aufcen ragen, einen
symmetrischen, drehbaren Kompres^orrotor in dem Kotorteil
mit symmetrisch radial verlaufenden Kompressorschaufeln, einen Flüssigkeitsrotor benachbart dem KomnresBorrotor mit
Schaufeln, die so geformt sind, daß sie einen mittleren MnlaiS
schaffen co..ie einen radialen Auslaß, der nach der Auslaßeinrichtur\-
hin gerichtet ist, derart, daß Ledien im mittleren i'eil aufgenommen und zu der Auslaßeinrichtung gefördert wer- "
den, und die Kompressorauslaßeinrichtung an den mittleren liotoi-finlaß angeschlossen ist, und v/eiterhin gekennzeichnet
durch einrichtungen zum Drehen des Iiotors und des Läufers,
wobei der iiom^resEOrteil und der Kompressorrotor solche
A^mes. U2i^cn besitzen, daß sie den zu dem Einlaß geförderten
Dampf innerhalb vorbestimmter Druckgrenzen praktisch vollat-ί.
i.; komprimieren und die komprimierten Dämpfe und Gase ^u Gf-:;. iiäufer fördern und wobei der läufer so bemessen und
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geformt ist, daß er praktisch die gesamte Flüssigkeit bis zu einem vorbestimmten Druck pumpt und den Druck am Auslaß
des Kompressors verringert, wodurch dieser Kompressor praktisch die gesamte Flüssigkeit über ein kleineres Bruckgefälle
fördern kann.
2. Zentrifugalverdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kompressoreinlaß einen mittleren Kanal mit den inneren Enden der Hotorschaufeln benachbarten Umfangßöffnungen
aufweist.
3. Zentrifugalverdrän^erpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kompressorauslaß gegenüber dem mittleren Einlaßkanal einen mittleren Kanal aufweist, der an den liäufereinlaß
angeschlossen ißt und Öffnungen besitzt, die mit dem : Komprer.porpumpenteil am inneren Umfang der Schaufeln in Verbindung
stehen.
4. Zientrifugalverdrf-n^erpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das aohäuse eine Wandung aufweist, die im Abstand
von dem de:r. ilompressorrotor benachbarten Ende des Läufers liegt, und daß der Kompressorrotor einen V/andteil aufweist, x
der so angeordnet ir.t, daß er sich mit seinem Umfang in geringem Abstand νυπ der Wandung dreht, wobei der Läufer
und das Gehäuse eir.nn Dichtungskanal zwischen dem Läufer
und dem Xompressorrotor bilden.
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6AD OHiGlMAU
5· Zentrifugalverdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn-'
zeichnet, daß die mit dem Kompressorrotor verbundene Einlaßeinrichtung einen mittleren üffnungsteil aufweist, um den
die Kompressorrotorschaufeln drehbar angeordnet sind, wobei der Öffnungsteil eine dem Inneren der Schaufeln benachbarte
Steueröffnung aufweist.
6. Zentrifugalverdrängerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Öffnungsteil eine zweite Steueröffnung aufweist, die der ersten Öffnung praktisch diametral gegenüberliegt,
und daß der Kompressorpumpenteil mindestens zwei Flü^jelteile aufweist, denen entsprechende Öffnungen zugeordnet
sind, wobei mindestens zwei Einlaßkanäle die Einlasse der Öffnungsteile verbinden.
7. Zentrifugal-Verdrängerpumpe zum Fördern von Flüssigkeit
oder Gas oder einer Kombination aus (Jas und Flüssigkeit,
gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem inneren, mindestens einen Flügel bildenden Kompressorteil und einem benachbart dem
Kompressorteil angeordneten Flüssigkeitspumpenteil mit einem in ihm ausgebildeten ringförmigen Auslaß, durch einen aus
einem Stück bestehenden Rotorteil mit einem Zentrifugalschaufelteil,
der in dem Flüssigkeitspumpenteil des Gehäuses angeordnet ist, und einen an diesen angeschlossenen Kompressor«
rotorteil, der eine Anzahl symmetrischer radial verlaufender Schaufeln aufweist, die in den Kompressorteil ragen, ferner
durch einen in dem Gehäuse angeordneten Einlaßkanal, der dem ■
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Kompressorteil in radial nach außen in die Rotorschaufeln'
verlaufenden Richtungen Medium zuleitet, durch einen in dem Gehäuse ausgebildeten Auslaßkanal, der von dem mittleren Teil
der Kompressorrotorschaufeln zu dem mittleren Bereich der
läuferschaufeln führt und Medium von dem Kompressorteil
zu dem Flüssigkeitspumpenteil leitet, wobei das Gehäuse,
die Rotorschaufeln, die Lauferschaufein und der Einlaß- und
der Auslaßkanal so bemessen sind, daß ausschließlich Gase über einen vorbestimmten Druckbereich von dem Kompressorteil
™ gefördert werden und ausschließlich Flüssigkeit von dem Kompressorteil über einen kleineren Druckbereich gefördert
wird, während kombinierte Gas- und Flüssigkeitsanteile innerhalb festgesetzter Betriebsdrücke gefördert werden.
8. Zentrifugalverdrängerpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten bei ihrem Siedepunkt und zum Fördern von Flüssigkeit, ausschließlich
Gas oder einer Mischung aus diesen, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem inneren, mindestens einen Flügel
fc bildenden Kompressorteil und einem benachbart dem Kompressorteil
angeordneten inneren Flüssigkeitspumpenteil, sowie eine drehbare Rotoreinrichtung in dem Gehäuse, wobei diese Einrichtung
einen Kompressorteil zum Komprimieren von Gasen von einem niedrigen Druck bis zu einem festgelegten höheren Druck
und zum Durchsetzen von Flüssigkeit allein oder Flüssigkeit und Gas in beliebigen Verhältnissen über einen kleineren Druckbereich
aufweist, sowie durch einen Flüssigkeitsrotor, der so
angeordnet ist, daß er die von dem Kompressor abgegebenen
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Medien aufnimmt und bei einem erhöhten, über dem hohen Aus- ,
laßdruck des Kompressors liegenden Druck fördert und den Druck am Auslaß des Kompressors vermindert, wenn praktisch
nur Flüssigkeit von der Pumpe gefördert wird.
9. Zentriiugalverdrängerpunrpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ein Endgehäuset-eil mit zwei getrennten Einlassen
aufweist, die mit dem Kompressorteil verbunden sind, und daß der Kompres sort eil mindestens zv/ei. Flügel aufweist, denen
Jeweils ein gesonderter Einlaß zugeordnet ist.
1o. „nlage zum Verdampfen von üole mit Einrichtungen zum kontinuierlichen
Lrliitzen und zum Abdampfen der Flüssigkeit und
Einrichtungen zum Kondensieren der verdampften Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, da!.J an die Kondensiervorrichtung
eine einzige iumpe ange schlosse :i ist, die einen rotierenden
KomrrfSi ortßil pufv/f-int, der kontinuierlich üase und Dämpfe
i'us der Konden:*iervtrrichlung tntfernt, um die Dämpfe und
iase auf ein^n v.'t/Ptntiich über dem Arbeitsdruck der Kondenriervorricht
α::.- liege.;.Jen Druck zu konaensi^ren bzw. zu
koni'rimit-rer., wobei die lumpe v.eitt :xin i. ittel aufweist,
um ..onieiiniri·· t- ?1 ipi!if;kf-it aus der -^cndeiifiervcrrichtung
zu entfern* ii uno Pie mit Jämvien z\i vereinigen, die entfernt
v.-eruvn, -.v i:u diese korn; riroi· ri x.i-d kondensiert -.vird,
L'O'.:ie eiiiMi ^-1·!;ε^i rkeitsrotcr benrciib^rt neu. Kompressor,
■1fr so angeordnet ist, daß er Flüssigkeit fördert und Jase
aus dem Komrrtesor bei erhöhten Drucken wieder mit diener
kombiniert«
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11.Verdampferanlage nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet!
daß die einzige Pumpe ein Gehäuse aufweist, das einen inneren Kompressorflügelteil und einen .blüssigkeitspumpenteil benachbart
dem Kompressorflügelteil mit einem ringförmigen Auslaß umgibt.
12.Verdampferanlage nach Anspruch 1o, dadurch gekennzelehnet, daß
die Pumpe getrennte Binlaßkanäle aufweist, von denen der ein·
mit dem oberen Teil der Kondensiervorrichtung und de? andere
mit dem unteren Teil der Kondensiervorrichtung verbunden ist.
13«Verdampferanlage mit einem langgestreckten Behälter mit „
Einrichtungen zum kontinuierlichen Erhitzen von BoIe, um "
deren Flüssigkeit zu verdampfen, und einer mit dem Ifcngge«-
streckten Behälter verbundenen Kondensiereinrichtung mit einer Kühleinrichtung zum Kondensieren der Dämpfe, dmdureh
gekennzeichnet, daß eine Zentrifugalverdrängerpump« im dl·
Kondeneiervorrichtung angeschlossen ist und einen Flüesigkeiteringkompressortell
mit einem Auslaß und einen Zentolfttgftl-Plüssigkeitspumpenteil
aufweist, der hinter defl Auelafl dee
Kompreesorteiles geschaltet ist, der dazu dient, Äin Äirehsatz
in den Zentrifugalflüssigkeitspumpenteil BU fördern, ■
und daß in dem Kompressor und in dem Flüssigkeitipumi-enteil
Itotoreinrichtungen vorgesehen sind, um Glase
aus der Kondensiervorrichtung auf einen beträchtlich Über dem'
Druck der Kondensiervorrichtung liegenden Druck zu kondensieren und Flüssigkeit aus der Kondensiervorrichtung zum Flüssigkeit Belauf erteil mit einem Druck zu fördern, der nur wenig höher
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ist als der Druck in der Kondensiervorrichtung, wobei der • Flüssigkeitsläuferteil den Auslaßdruck des Kompressorteiles
verringert, wenn dieser im wesentlichen nur Flüssigkeit durchsetzt.
14.Verdampferanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kompressorteil einen mittleren, mit Öffnungen versehen Teil aufweist, der praktisch einander diametral entgegengesetzte
Öffnungeryaufweist, wobei der Gehäuseteil mindestens
zwei Flügel besitzt und der Hotor radial verlaufende Schaufeln aufweist, die um den Öffnungsteil drehbar sind
und einen getrennten Ein-laß haben, der den Boden der
Kondensiervorrichtung an der Stelle, an der sich in ihr die kondensierte Flüssigkeit befindet, anschließt, und ein·
Einlaßöffnung, die die Verbindung mit dem oberen Teil der Kondensiervorrichtung an der Stelle herstellt, an der Dämpfe
und Gase gebildet werden.
15.Pumpvorrichtung zur Verwendung in einem industriellen Verfahren zum Fördern von Flüssigkeiten unter dem Siedepunkt
naheliegenden Bedingungen der Flüssigkeit, gekennzeichnet duroh ein G-.ehäuse mit einem Flüssigkeitspurapenteilj dureh
einen Kompressorteil benachbart dem Flüssigkeitspumpenteil, der mindestens einen Flügel enthält, durch eine Binlaßeinrichtung
zum Anschluß des Kompressorteiles und eine Auslaßeinrichtung zum Anschluß des Flüssigkeitspumpentellea, wobei .
der Flüssigkeitspumpenteil auf der dem Kompressor gegenüber liegenden Seite eine mittlere Öffnung aufweist, eine drehbare
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. Welle in diese Öffnung hineinragt und ein aus einem Stück bestehender läufer an der drehbaren Welle befestigt ist,
wobei dieser Rotorteil einen Zentrifugalläufer mit Schaufeln
aufweist, die gebogen sind, um einen mittleren Einlaß und einen auf die Auslaßeinrichtung gerichteten Auslaß
bildet, während ein Kompressorrotorteil symmetrische, radial verlaufende Schaufeln aufweist, die in dem Flügel des Kompressorteiles
angeordnet sind, sowie einen mittleren Einlaßkanal, der die Einlaßeinrichtung und den mittleren Teil des
Kompressorrotors verbindet und einen mittleren Auslaßkanal, der den mittleren Teil des Kompressorrotors und des Flüssigkeitsläuferteiles
miteinander verbindet.
16.Industrielles Verfahren, bei dem Flüssigkeiten unter dem
Siedepunkt der- Flüssigkeit naheliegenden Druck- und Temperatur·
bedingungen verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine? Pumpe zum Pumpen der Flüssigkeiten verwendet wird, die
ein Gehäuse mit einem Flüssigkeitspumpenteil und einem Kompressorteil benachbart dem Flüssigkeitspumpenteil mit
mindestens einem Flügel enthält, weiterhin eine Einlaßeinrichtung zum Anschluß des Kompressorteiles und eine Auslaßeinriohtung
zum Anschluß des Flüssigkeitspumpenteils,, wobei der Flüssigkeitspumpenteil eine mittlere Öffnung auf
einer dem Kompressorteil gegenüberliegenden Seite aufweist,
eine drehbare Welle in diese» Öffnung hineinragt und ein
einstückiger läuferteil an der drehbaren Welle befestigt
ist, wobei dieser Hotorteil einen Zentrifugalläuferteil
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mit Schaufeln aufweist, die gekrümmt-sind und einen mittleren
Einlaß und einen radialen auf die Auslaßeinrichtung gerichteten Auslaß bilden, während der ICompresaorrotorteil symmetrische,
radial verlaufende Schaufeln oder Schöpfteile aufweist, die
in dem Kompressorteil angeordnet sind und mittlere Einlaß-
und Auslaßkanäle die Einlaßeinrichtung und den mittleren Teil des Kompressorrotors mit dem Flüssigkeitsläuferteil verbinden.
17· Verfahren zum Betätigen eines Verdampfers zur Destillation von Wasser aus Salzwasser bzw. Sole, bei dem das Destillat
in einer Kondensiervorrichtung gesammelt und dieSole hohen !Temperaturen und einem Vakuum unterworfen wird, dadurch
gekennzeichnet, daß kontinuierlich Dämpfe und G-ase aus der
Kondensiervorrichtung abgesaugt werden, das .Destillat und die Dämpfe und Jase miteinander vereinigt und dannDruck unterworfen
werden, um die Dämpfe zu kondensieren und die Gase zu komprimieren, und daß daraufhin der Druck des kombinierten g
Destillates, der komprimierten Oase und der kondensierten
Dämpfe erhöht ur.dT diese bei solchem erhöhten Druck gefördert
werden. «
1ö. Verfahren nccn Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, deß
konzentrierte Sole kontinuierlich aus dem unteren Teil des Verdanr lY-rs entfernt wird, während der Verdampfer unter
hoher Tenr eratür und Vakuumdrücken arbeitet.
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Priority Applications (1)
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DE19611792531 DE1792531C3 (de) | 1960-04-20 | 1961-04-18 | Verfahren zur Herstellung von destilliertem Wasser aus Salzwasser oder Sole und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
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GB1171823A (en) * | 1967-01-20 | 1969-11-26 | G & J Weir Ltd | Water Distillation Plant. |
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1961
- 1961-03-14 GB GB9301/61A patent/GB975522A/en not_active Expired
- 1961-04-18 DE DE19611403578 patent/DE1403578A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB975522A (en) | 1964-11-18 |
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