DE9016481U1

DE9016481U1 - Pulsierende Gasstrahlpumpe für Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE9016481U1
Application number: DE9016481U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-12-04
Filing date: 1990-12-04
Publication date: 1992-04-02
Anticipated expiration: 2000-12-05

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Pulsierende Gasstrahlpumpe für Flüssigkeiten 5

Die vorliegende Erfindung betrifft eine pulsierende Gasstrahlpumpe für Flüssigkeiten mit einem die zu pumpende Flüssigkeit enthaltenden Behälter, einer zum Behälter hin unterhalb des Flüssigkeitsspiegels offenen Förderleitung und eine mit einem Freistrahlrohr in der Förderleitung mündenden, an ihrem anderen Ende periodisch mit Druckgas beaufschlagbaren Pumpleitung.

Derartige Pumpen weisen keine bewegten Teile auf und eignen sich daher besonders für die Förderung von mechanisch oder chemisch aggressiven Flüssigkeiten, z. B. auch von Suspensionen von Feststoffen in der Flüssigkeit, die konventionelle Pumpen verhältnismäßig rasch zerstören würden. Ihr gegenüber letzteren

geringerer Wirkungsgrad tritt demgegenüber zurück. 20

Die Pumpwirkung wird dadurch erzeugt, daß die in der Pumpleitung befindliche Flüssigkeit beschleunigt wird, indem der Druck in dem Gaspolster derselben schlagartig erhöht wird. Dies geschieht solange, bis nahezu die gesamte Flüssigkeit aus

^⁵ der Pumpleitung verdrängt ist. Der Wirkungsgrad wird verbessert, indem durch den in den Behälter hineinbeschleunigten Flüssigkeitsstrahl weitere Flüssigkeit aus diesem angesaugt und ebenfalls in die Förderleitung gedrückt wird, die üblicherweise in einem zweiten, höher gelegenen Behälter mündet, dessen

-⁵^ Potentialenergie dann zum weiteren Transport der Flüssigkeit genutzt wird. Bei weiterer Druckaufgabe auf die Flüssigkeitssäule im Pumprohr würde schließlich dieselbe vollständig verdrängt werden, das Gas aus dem Pumprohr entweichen und damit die Pumpwirkung beendet werden. Daher wird das Pumprohr vor dem Erreichen dieses Zustandes vom darin herrschenden Druck entlastet, was bisher dadurch geschah, daß

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das überschüssige Gas abgeblasen wurde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Pumpe der beschriebenen Art, die so abgewandelt ist, daß durch eine weitere Nutzung des aus dem Pumprohr abzublasenden Gases die Förderwirkung der Pumpe unterstützt und damit deren Wirkungsgrad weiter verbessert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß die Pump- und die Förderleitung über eine während der Phase der Druckentlastung offenbare Verbindungsleitung kurzgeschlossen sind. Diese Leitung, die notwendigerweise auf höherem geodätischem Niveau angeordnet sein muß, öffnet dem Druckgas einen Weg in die Förderleitung, in der es durch seine Tendenz, nach oben aufzusteigen, der Flüssigkeit in der Förderleitung eine zusätzliche, nach oben gerichtete Beschleunigung mitteilt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen Figur 1 die Pumpe selbst und

Figur 2 ihr Förderdiagramm verglichen mit demjenigen einer Pumpe herkömmlicher Art.

Ein Behälter 1 ist bis zu einem Spiegel 2 mit der zu pumpenden Flüssigkeit gefüllt. In dieselbe taucht eine Pumpleitung 3 ein, die an ihrem oberen Ende über eine Leitung 4, die mittels eines ersten Ventiles 5 absperrbar ist, mit einem Druckspeicher für Gas 6 verbunden ist. Die Art des zu verwendenden Gases wird dabei durch dessen Verträglichkeit mit der zu pumpenden Flüssigkeit bestimmt. Aus Kostengründen wird es sich dabei in den meisten Fällen um Luft handeln. Zunächst steht die Flüssigkeit in der Pumpleitung 3 bis zum gleichen Niveau 2 wie im Behälter 1 an. Wird jedoch das erste Ventil 5 geöffnet, so drückt das Gas die Flüssigkeit bis zu einem tieferen Niveau 7 herab, wodurch die Flüssigkeit verdrängt und schließlich in eine Förderleitung 9 gedrückt wird. Da die Pumpleitung 3 in

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einem ersten Freistrahlrohr 8 endet, wird der Flüssigkeit dabei eine erhöhte Geschwindigkeit mitgeteilt. Entsprechend den Pfeilen wird dabei Flüssigkeit aus dem Behälter 1 in die Förderleitung 9 angesaugt und mitgefördert. Die Förderleitung endet in einem Speicherbehälter 10, der auf einem höheren geodätischen Niveau liegt als der Behälter 1. Nach dem Erreichen des Niveaus 7 wird die Zufuhr von Druckgas zur Pumpleitung 3 durch Schließen des Ventils 5 unterbrochen. Wird dem Gas ein Weg aus der Pumpleitung 3 eröffnet, so kann die Flüssigkeit wieder auf das höhere Niveau 2 steigen, wobei die Pumpleitung 3 durch aus dem Behälter 1 nachfließende Flüssigkeit gefüllt wird. Statt das Druckgas in der Entlastungsphase über eine hier nicht gezeigte Öffnung in der Pumpleitung 3 ohne weitere Arbeitsleistung in die Umgebung zu entlassen, ist gemäß der Erfindung eine Kurzschlußleitung 11 vorhanden, die mittels eines zweiten Ventils 12 abgesperrt werden kann und die Pumpleitung 3 mit der Förderleitung 9 verbindet. Das während der Druckaufgabe auf die Pumpleitung 3 abgesperrte zweite Ventil 12 wird bei Schließen des ersten Ventils 5 geöffnet, worauf das Druckgas solange in die Förderleitung 9 entweicht, bis auch in der Pumpleitung 3 das Niveau 2 wieder erreicht ist. Da die Kurzschlußleitung 11 in einem zweiten Freistrahlrohr 13 endet, wird der in der Transportleitung 9 befindlichen Flüssigkeit eine weitere, nach oben gerichtete Beschleunigung mitgeteilt. Ist der Gasdruck in der Pumpleitung 3 auf Umgebungsdruck abgesunken, wird das zweite Ventil 12 geschlossen und das erste Ventil 5 wieder geöffnet, worauf ein neuer Pumpzyklus beginnt. In bekannter Weise können Pumpen der beschriebenen Art entweder (zur Erzielung einer größeren Förderhöhe) in Serie oder aber zur Vergleichmäßigung des Förderstroms bzw. zur Einstellung eines gewünschten Förderprofils parallel geschaltet werden, wobei die Druckaufgabe auf die einzelnen Pumpen zeitlich versetzt erfolgt. Hierbei kann auch ein stoßweiser Betrieb beabsichtigt sein, um z. B. bei der Förderung von Suspensionen sich etwa absetzende Partikel erneut ins Fließen zu bringen.

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In der Figur 2 sind auf der x-Achse die Zeit und auf der y-Achse der Förderstrom aufgetragen. Zunächst erfolgt während der Dauer des Pumptaktes tp eine Förderung der Flüssigkeit; beim danach einsetzenden Entlastungstakt te dagegen sinkt die Kennlinie unter die Null-Linie (gestrichelt), d. h., daß die Pumpleistung infolge des Rückstromes in das Pumprohr 3 negativ ist. Bei Verwendung einer Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung dagegen nimmt die Kennlinie den durch die durchgezogene Linie angegebenen Verlauf. Zwar dauert der Entlastungstakt te dann langer, doch wird die der schraffierten Fläche entsprechende zusätzliche Pumpleistung gewonnen.

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Claims

Ö 3 3 3 U Ut Schutzanspruch

1. Pulsierende Gasstrahlpumpe für Flüssigkeiten mit einem die zu pumpende Flüssigkeit enthaltenden Behälter einer zum Behälter hin unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (2) offenen Förderleitung (9) und einer mit einem Freistrahlrohr (8) in der Förderleitung mündenden, an ihrem anderen Ende periodisch mit Druckgas beaufschlagbaren Pumpleitung (3), dadurch gekennzeichnet, daß Pump- (3) und Förderleitung (9) über eine während der Phase der Druckentlastung offenbare (12) Verbindungsleitung (11) kurzgeschlossen sind.

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