DE4327003C1

DE4327003C1 - Liquid-ring machine

Info

Publication number: DE4327003C1
Application number: DE19934327003
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Holzheimer; Hans Rene Dipl Ing Neubauer; Manfred Dipl Ing Stretz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-08-11
Filing date: 1993-08-11
Publication date: 1994-08-18
Anticipated expiration: 2013-08-12

Abstract

The invention relates to a liquid-ring (fluid-ring) machine (1) in which a first connection orifice (11) is connected to a suction line (2) and a second connection orifice (12), which acts in the opposite manner, is connected to a liquid separator (4) via a connection line (3). The liquid separator (4) has at least one vent line (exhaust air line) (5) and at least one return line (6) running back to the liquid-ring machine (1). An aftercooling unit (7) is provided which consists of two separate chambers (71, 72) having at least one common partition and with its first chamber (71) is connected to the suction line (2) and with its second chamber (72) is connected to the vent line (5). From the second chamber (72) of the aftercooling unit (7) the condensate can be recycled into the sealing liquid circuit and/or into the gas throughflow, at least one injection line (9) for injecting liquid debouching into the suction line (2) upstream of the aftercooling unit (7) and/or in the aftercooling unit (7). With a liquid-ring machine of this design, the consumption of sealing liquid is at least considerably reduced. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsringmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a liquid ring machine according to Preamble of claim 1.

Eine derartige, als Pumpe ausgebildete Flüssigkeitsring maschine ist in dem Prospekt der Firma SIHI-HALBERG "Flüssig keitsring-Gaspumpen, Anleitung zur Auswahl der geeigneten Betriebsflüssigkeit und deren Schaltung" beschrieben. Im bekannten Fall ist der Flüssigkeitsringpumpe ein Flüssig keitsabscheider nachgeordnet, in dessen Abluftleitung eine Nachkühleinheit geschaltet ist. Die Nachkühleinheit besteht aus einer einzelnen Kammer, in der eine vom Kühlwasser durch strömte Kühlschlange angeordnet ist.Such a liquid ring designed as a pump machine is in the prospectus of the company SIHI-HALBERG "liquid keitsring gas pumps, instructions on how to choose the right one Operating fluid and its circuit "described. Im known case, the liquid ring pump is a liquid downstream separator, in the exhaust duct After-cooling unit is switched. The after-cooling unit exists from a single chamber in which one of the cooling water passes through streamed cooling coil is arranged.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssigkeits ringmaschine mit einem luftgekühlten Betriebsflüssigkeits kreislauf zu schaffen, bei der der Verbrauch an Betriebs flüssigkeit zumindest wesentlich reduziert ist.The object of the present invention is a liquid ring machine with an air-cooled operating fluid create a cycle in which the consumption of operating liquid is at least significantly reduced.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by the features in characterizing part of claim 1 solved. Beneficial Refinements are described in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsringmaschine weist eine Nachkühleinheit auf, die aus zwei getrennten Kammern mit wenigstens einer gemeinsamen Trennwand besteht. Die erste Kammer der Nachkühleinheit ist in die Saugleitung, die vom Fördermedium durchströmt wird, geschaltet. Das die Sauglei tung durchströmende Fördermedium wird nachfolgend als Saug luft bezeichnet. Die zweite Kammer der Nachkühleinheit ist in die Abluftleitung geschaltet, die von dem von der Flüssigkeitsringmaschine aus dem Abscheider ausgeschobenen gasförmigen Fördermedium durchströmt wird. Das die Abluftleitung durchströmende Fördermedium wird nachfolgend als Abluft bezeichnet.The liquid ring machine according to the invention has a Aftercooling unit with two separate chambers there is at least one common partition. The first Chamber of the aftercooling unit is in the suction line, from the Flow medium is switched. That the Sauglei device flowing through is subsequently referred to as suction called air. The second chamber of the after-cooling unit is in the exhaust duct switched by that of the Liquid ring machine pushed out of the separator gaseous medium is flowed through. That the The conveying medium flowing through the exhaust air line is shown below referred to as exhaust air.

Die Abluft in der Abluftleitung ist wärmer als die Saugluft in der Saugleitung. In der Nachkühleinheit findet damit zwischen der Abluft und der Saugluft ein Wärmeaustausch statt. Um die Abkühlung der Abluft zu verstärken, wird über eine Einspritzleitung Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, in die Saugleitung eingespritzt. Die beim Einspritzvorgang verdampfende Flüssigkeit führt in der Saugleitung zur teil weisen oder vollständigen Sättigung der Saugluft. Die zur Verdampfung der eingespritzten Flüssigkeit notwendige Verdampfungswärme wird der Saugluft entzogen, wodurch sich die in der Saugleitung strömende Saugluft abkühlt. Damit wird das Temperaturgefälle zwischen der Saugluft und der Abluft vergrößert, wodurch die Abluft aufgrund des verbesserten Wärmeaustausches stärker gekühlt wird.The exhaust air in the exhaust air line is warmer than the suction air in the suction line. This takes place in the aftercooling unit a heat exchange between the exhaust air and the suction air instead of. To intensify the cooling of the exhaust air, over an injection line of liquid, preferably water, in the suction line is injected. The injection process evaporating liquid leads in part in the suction line show or complete saturation of the suction air. The for Evaporation of the injected liquid necessary Evaporation heat is extracted from the suction air, causing the suction air flowing in the suction line cools down. So that will the temperature gradient between the suction air and the exhaust air enlarged, causing the exhaust air due to the improved Heat exchange is cooled more.

Das erfindungsgemäße Prinzip der Abluftkühlung ist nicht nur auf Flüssigkeitsringmaschinen beschränkt, sondern eignet sich auch für Grobvakuumpumpen-Systeme, wie z. B. Wasserstrahl pumpen, die Dampfanteile beim Verdichtungsvorgang kondensieren. Bei Flüssigkeitsringmaschinen bietet dieses Prinzip den Vorteil, daß durch die stärkere Abkühlung der Abluft ein zusätzlicher Anteil an dampfförmiger Betriebsflüssigkeit aus der Abluft herauskondensiert wird. Nach ihrer Kondensation kann die Betriebsflüssigkeit wieder in den Flüssigkeitskreislauf bzw. in den Gasdurchlauf zurückgeführt werden. Das erfindungsgemäße Prinzip der Abluftkühlung führt also nicht nur zu der gewünschten Abkühlung der Abluft, sondern ermöglicht auch eine Rückgewinnung der Betriebsflüssigkeit. Dadurch muß der Betriebsflüssigkeitskreislauf nicht bzw. nur mit einer reduzierten Menge an Betriebsflüssigkeit ergänzt werden. Eine ständig steigende Konzentration von chemischen Bestandteilen, Feststoffen und Kalk in der Betriebsflüssigkeit sowie die daraus resultierende Korrosion, Verschmutzung und Verkalkung werden somit zuverlässig verhindert bzw. verzögert.The principle of exhaust air cooling according to the invention is not only limited to liquid ring machines, but is suitable also for rough vacuum pump systems, such as B. water jet pump the steam during the compression process condense. This offers with liquid ring machines Principle the advantage that by the stronger cooling of the Exhaust air an additional proportion of vapor Operating fluid is condensed out of the exhaust air. After their condensation, the operating fluid can again in the liquid circuit or in the gas flow to be led back. The principle of the invention Exhaust air cooling not only leads to the desired one Cooling of the exhaust air, but also enables one Recovery of the operating fluid. As a result, the Operating fluid circuit not or only with one reduced amount of operating fluid can be added. A constantly increasing concentration of chemical components, Solids and lime in the operating fluid as well as the resulting corrosion, pollution and calcification are thus reliably prevented or delayed.

Bei der Nachkühleinheit sind unter dem Begriff Kammer alle konstruktiven Möglichkeiten zu verstehen, die wenigstens eine als Wärmeübertragungsfläche dienende Trennwand zwischen der Saugleitung und der Abluftleitung aufweisen. Dies kann z. B. auch durch ein ineinandergreifendes Geflecht von Rohrleitungen erzielt werden. In the after-cooling unit, all are included under the term chamber to understand constructive ways that at least one serving as a heat transfer surface partition between the Have suction line and exhaust air line. This can e.g. B. also through an interlocking network of Pipelines can be achieved.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention and further advantageous refinements are shown below using a schematic Embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung ist mit 1 eine Flüssigkeitsringmaschine bezeichnet. An eine erste Anschlußöffnung 11 der Flüssig keitsringmaschine 1 ist eine Saugleitung 2 geschaltet. An eine zweite, entgegengesetzt wirkende Anschlußöffnung 12 ist der Flüssigkeitsringmaschine 1 über eine Verbindungsleitung 3 ein Flüssigkeitsabscheider 4 nachgeschaltet.In the drawing, 1 denotes a liquid ring machine. At a first connection opening 11 of the liquid ring machine 1 , a suction line 2 is connected. A liquid separator 4 is connected to the liquid ring machine 1 via a connecting line 3 at a second, oppositely acting connection opening 12 .

Der Flüssigkeitsabscheider 4 weist eine Abluftleitung 5 auf und ist über eine Rücklaufleitung 6 mit der Flüssigkeitsring maschine 1 verbunden.The liquid separator 4 has an exhaust line 5 and is connected to the liquid ring machine 1 via a return line 6 .

Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsringmaschine 1 weist weiter hin eine Nachkühleinheit 7 auf, die mit ihrer ersten Kammer 71 in die Saugleitung 2 und mit ihrer zweiten Kammer 72 in die Abluftleitung 5 geschaltet ist. In der in der Zeichnung dargestellten Ausgestaltung der Flüssigkeitsringmaschine 1 zweigt von dem aus der Nachkühleinheit 7 herausgeführten Ende 51 der Abluftleitung 5 eine Kondensatleitung 8 ab, durch die die kondensierte Betriebsflüssigkeit in den Flüssigkeits abscheider 4 und damit in den Betriebsflüssigkeitskreislauf (durchzogene Linie) und/oder in den Gasdurchlauf (gestrichelte Linie) zurückgeführt wird.The liquid ring machine 1 according to the invention further has an after-cooling unit 7 , which is connected with its first chamber 71 into the suction line 2 and with its second chamber 72 into the exhaust air line 5 . In the embodiment of the liquid ring machine 1 shown in the drawing, a condensate line 8 branches off from the end 51 of the exhaust air line 5 led out of the after-cooling unit 7 , through which the condensed operating liquid separates into the liquid separator 4 and thus into the operating liquid circuit (solid line) and / or is returned to the gas flow (dashed line).

Die Kondensatleitung 8 muß nicht notwendigerweise von dem Ende 51 der Abluftleitung 5 abzweigen; die Kondensatleitung 8 kann vielmehr auch direkt von der Kammer 72 der Nachkühlein heit 7 herausgeführt und dann wiederum in die Saugleitung 2 oder in den Flüssigkeitsabscheider 4 münden.The condensate line 8 does not necessarily have to branch off from the end 51 of the exhaust air line 5 ; rather, the condensate line 8 can also be led out directly from the chamber 72 of the after-cooling unit 7 and then in turn lead into the suction line 2 or into the liquid separator 4 .

Die Anordnung der Nachkühleinheit 7 ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Nachkühleinheit 7 kann auch direkt auf dem Abluftstutzen des Abscheiders 4 sitzen. Dies hat den Vorteil, daß das Kondensat aufgrund der Schwerkraft direkt in den Abscheider 4 zurück läuft. Die Kondensatleitung wird dadurch eingespart.The arrangement of the after-cooling unit 7 is not limited to the exemplary embodiment shown in the drawing. The aftercooling unit 7 can also sit directly on the exhaust port of the separator 4 . This has the advantage that the condensate runs back into the separator 4 due to gravity. This saves the condensate line.

Über eine Einspritzleitung 9, die im gezeigten Ausführungs beispiel von der Rücklaufleitung 6 abzweigt, wird vor der Nachkühleinheit 7 in die Saugleitung 2 Betriebsflüssigkeit eingespritzt.Via an injection line 9 , which branches off from the return line 6 in the embodiment shown, operating fluid is injected into the suction line 2 in front of the after-cooling unit 7 .

Die im Flüssigkeitsabscheider 4 aus dem gasförmigen Förder medium abgeschiedene Betriebsflüssigkeit wird durch ein in der Rücklaufleitung 6 angeordneten Wärmetauscher 10 gekühlt. Über die Einspritzleitung 9 wird damit nur gekühlte Betriebs flüssigkeit in die Saugleitung 2 eingespritzt.The operating liquid separated from the gaseous conveying medium in the liquid separator 4 is cooled by a heat exchanger 10 arranged in the return line 6 . Via the injection line 9 , only cooled operating liquid is injected into the suction line 2 .

Das in der Saugleitung 2 strömende Fördermedium wird durch die beim Einspritzen verdampfende Betriebsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, teilweise oder vollständig gesättigt. Die zur Verdampfung der eingespritzten Betriebsflüssigkeit notwendige Verdampfungswärme wird dem Fördermedium in der Saugleitung entzogen, wodurch sich das Fördermedium abkühlt. Damit wird das bereits vorhandene Temperaturgefälle zwischen dem in der Saugleitung 2 strömenden Fördermedium (Saugluft) und dem in der Abluftleitung 5 strömenden Fördermedium (Abluft) vergrößert.The conveying medium flowing in the suction line 2 is partially or completely saturated by the operating liquid, preferably water, which evaporates during injection. The heat of vaporization required to evaporate the injected operating fluid is extracted from the medium in the suction line, causing the medium to cool down. The existing temperature gradient between the conveying medium (suction air) flowing in the suction line 2 and the conveying medium (exhaust air) flowing in the exhaust air line 5 is thus increased.

Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsringmaschine 1 arbeitet in einem geschlossenen Betriebsflüssigkeitskreislauf. Abhängig vom Ansaugdruck ist dadurch nur eine geringe bis gar keine Zugabe von Betriebsflüssigkeit (Ergänzungswasser, das chemische Bestandteile, Feststoffe und Kalk enthält) notwendig. Damit wird die von den chemischen Bestandteilen verursachte Korrosion und die Verschmutzung durch Feststoffe sowie die Verkalkung zuverlässig verhindert bzw. verzögert.The liquid ring machine 1 according to the invention operates in a closed operating liquid circuit. Depending on the suction pressure, little or no addition of operating fluid (make-up water that contains chemical components, solids and lime) is necessary. This reliably prevents or delays the corrosion caused by the chemical components and the contamination by solids as well as the calcification.

Claims

1. Flüssigkeitsringmaschine (1), die folgende Merkmale umfaßt:

a) An eine erste Anschlußöffnung (11) ist eine erste Saugleitung (2) und an eine zweite, entgegengesetzt wirkende Anschlußöffnung (12) ist über eine Verbindungsleitung (3) ein Flüssigkeitsabscheider (4) geschaltet;
b) der Flüssigkeitsabscheider (4) weist wenigstens eine Abluftleitung (5) sowie wenigstens eine zur Flüssigkeitsringmaschine (1) zurückführende Rücklaufleitung (6) auf;
c) eine Nachkühleinheit (7), die in die Abluftleitung (5) geschaltet ist;

1. liquid ring machine ( 1 ) comprising the following features:

a) A first suction line ( 2 ) is connected to a first connection opening ( 11 ) and a liquid separator ( 4 ) is connected to a second, opposite acting connection opening ( 12 ) via a connecting line ( 3 );
b) the liquid separator ( 4 ) has at least one exhaust air line ( 5 ) and at least one return line ( 6 ) leading back to the liquid ring machine ( 1 );
c) an after-cooling unit ( 7 ) which is connected to the exhaust air line ( 5 );

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

d) die Nachkühleinheit (7) besteht aus zwei getrennten Kammern (71, 72) mit wenigstens einer gemeinsamen Trennwand und ist mit ihrer ersten Kammer (71) in die Saugleitung (2) und mit ihrer zweiten Kammer (72) in die Abluftleitung (5) geschaltet;
e) aus der zweiten Kammer (72) der Nachkühleinheit (7) ist das Kondensat in den Betriebsflüssigkeitskreislauf und/oder in den Gasdurchlauf rückführbar;
f) wenigstens eine Einspritzleitung (9) zum Einspritzen von Flüssigkeit mündet vor der Nachkühleinheit (7) und/oder in der Nachkühleinheit (7) in die Saugleitung (2).

characterized by the following features:

d) the after-cooling unit ( 7 ) consists of two separate chambers ( 71, 72 ) with at least one common partition and is with its first chamber ( 71 ) in the suction line ( 2 ) and with its second chamber ( 72 ) in the exhaust air line ( 5 ) switched;
e) from the second chamber ( 72 ) of the after-cooling unit ( 7 ), the condensate can be recycled into the operating liquid circuit and / or into the gas flow;
f) at least one injection line ( 9 ) for injecting liquid opens before the after-cooling unit ( 7 ) and / or in the after-cooling unit ( 7 ) into the suction line ( 2 ).

2. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rücklaufleitung (6) ein Wärmetauscher (10) geschaltet ist.2. Liquid ring machine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in the return line ( 6 ), a heat exchanger ( 10 ) is connected.

3. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzleitung (9) zwischen Wärmetauscher (10) und Flüssigkeitsringmaschine (1) von der Rücklaufleitung (6) abzweigt. 3. Liquid ring machine (1) according to claim 1, characterized in that the injection line (9) branches off between the heat exchanger (10) and liquid ring machine (1) from the return line (6).

4. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (10) als Luftkühler ausgebildet ist.4. liquid ring machine ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the heat exchanger ( 10 ) is designed as an air cooler.

5. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatrückführung über eine Kondensatleitung (8) erfolgt, die von dem aus der Nachkühleinheit (7) herausge führten Ende (51) der Abluftleitung (5) abzweigt.5. Liquid ring machine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the condensate recirculation takes place via a condensate line ( 8 ) which branches out from the after-cooling unit ( 7 ) led out end ( 51 ) of the exhaust air line ( 5 ).

6. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatrückführung direkt aus der Nachkühleinheit (7) durch Schwerkraft über die Abluftleitung (5) in den Abscheider (4) erfolgt.6. Liquid ring machine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the condensate recirculation takes place directly from the after-cooling unit ( 7 ) by gravity via the exhaust line ( 5 ) in the separator ( 4 ).