EP0011286B1 - Method and device for operating a water jet pump - Google Patents

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EP0011286B1
EP0011286B1 EP79104491A EP79104491A EP0011286B1 EP 0011286 B1 EP0011286 B1 EP 0011286B1 EP 79104491 A EP79104491 A EP 79104491A EP 79104491 A EP79104491 A EP 79104491A EP 0011286 B1 EP0011286 B1 EP 0011286B1
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EP
European Patent Office
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water
expulsion
vessels
air
compressed air
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EP79104491A
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German (de)
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EP0011286A1 (en
Inventor
Siegfried Dr. Agr. Dipl.-Landwirt Heilenz
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP0011286A1 publication Critical patent/EP0011286A1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/004—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F1/00—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
    • F04F1/06—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped
    • F04F1/10—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped of multiple type, e.g. with two or more units in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/02—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid
    • F04F5/04—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid displacing elastic fluids

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a water jet pump, in which the water required for operating the pump is circulated.
  • an electrically driven circulation pump is used, which pressurizes water that has run off from the water jet pump and supplies the process water connection to the water jet pump.
  • the achievable pressure depends strongly on the temperature of the process water, since the pressure can never be lower than the vapor pressure of the process water, which is higher the higher the temperature of the process water.
  • the process water now heats up relatively quickly, so that the suction power of the water jet pump is lower than when fresh water is continuously supplied. If you still want to reach low temperatures, the process water must be cooled with special cooling devices. In this case, there is considerable expenditure on equipment with extensive electrical installations.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned so that electrical installations can be dispensed with and cooling of the process water is still achieved.
  • a further development of the invention is also intended to create an advantageous device for carrying out the method.
  • compressed air is used according to the invention to pump the water around.
  • compressed air connections are generally located at every work station, so that the installation of a special compressor is not necessary.
  • the air does not relax during the expulsion of the water, so that the water jet pump always has a constant water pressure and thus a constant suction power.
  • the compressed air When the compressed air has fulfilled its expulsion function, it is used according to the invention to cool the process water to be circulated. When the air relaxes, which is still under high pressure after being expelled, the air cools down considerably. This cooling is used to extract heat from the process water. It is therefore possible to maintain a low temperature of the circulating water without a special cooling unit and thus achieve a low pressure.
  • the removal of heat from the water can be brought about by washing the relaxation space with water according to claim 2, for example arranging it in a water filling of a comprehensive container.
  • a particularly good efficiency is achieved, however, if the relaxing air is brought into direct contact with the water to be cooled, which is easily achieved by introducing water into a relaxation vessel through a nozzle, which then also through the itself relaxing air is torn into droplets.
  • riser pipes according to claim 11 and the compressed air supply according to claim 12 ensures water expulsion without the risk that driving compressed air also flows to the water jet purge.
  • the arrangement could also be chosen differently. It is also not out of the question to let the driving compressed air enter below the water level.
  • control devices according to claim 19 are combined in a control plate which is also used to hold the vessels in the surrounding container.
  • a water jet pump or several water jet pumps according to claim 20 on the wall of the container because this saves pipes for the return of the process water.
  • the water jet pump can also be arranged elsewhere and the water via pipes, e.g. Hoses, return.
  • the changing filling and emptying of the expulsion vessels can also be controlled with a time-dependent control, by means of which a switchover from one expulsion vessel to the other takes place after a predetermined, preferably adjustable period of time, the period of time being selected such that the. Switching takes place in any case before the evacuating vessel is completely empty.
  • the device according to claims 21 and 22 can advantageously be used.
  • the arrangement of the relaxation vessel above the water filling and the removal of the water and the relaxed air at the deepest point of the relaxation vessel ensures in a simple manner that water does not accumulate in the relaxation vessel.
  • the main components of the device are a circulating container 1, two expulsion vessels 2 and 3, an expansion vessel 4, a compressed-air control slide 5 with an associated reversing device, generally designated 6, a reversing piston 7 for reversing the water supply and two water jet pumps 8 and 9.
  • a circulating container 1 two expulsion vessels 2 and 3
  • an expansion vessel 4 a compressed-air control slide 5 with an associated reversing device, generally designated 6,
  • a reversing piston 7 for reversing the water supply and two water jet pumps 8 and 9.
  • the surrounding container 1 as shown in FIG. 1, has a rectangular plan and a relatively large height in relation to the plan (see FIG. 2).
  • the container can e.g. are made of plastic.
  • At the bottom of the box strips 10, 11 and 12 are installed, on which the vessels 2, 3 and 4 are placed, so that these vessels have a certain distance from the bottom 13 of the container 1.
  • a water drain opening 14 is arranged close to the bottom 13 and is closed by a plug 15.
  • the expulsion vessels 2 and 3 have a cylindrical shape and are closed at the top with a ceiling 16 and at the bottom with a screwed-on bottom 17. Both vessels have the same design and are explained using the example of vessel 2.
  • valve flap 19 At the bottom 17 there is a large opening 18 which is closed with a valve flap 19.
  • the valve flap is pivotable about a horizontal axis 20 and has a sealing covering 21.
  • the relaxation vessel 4 consists of a good heat-conducting material, e.g. made of stainless steel and has ribs 4a on its outside. Baffles are arranged in the interior of the relaxation vessel 4, e.g. Cross plates 29 and 30, which force air entering the expansion vessel 4 to detour, so that a sound damping effect occurs.
  • the vessels 2, 3 and 4 are held in the container by a control plate designated as a whole by 32.
  • This control plate rests on the upper sides of the vessels 2, 3 and 4 and is secured against lifting upwards by means of holding elements 33 and 34.
  • the already mentioned as a rotary valve compressed air control valve 5 is mounted in the control plate.
  • the control plate receives the reversing piston 7, as the section according to FIG. 4 shows.
  • the rotary valve 5 has a cylindrical body in which there are two angular channels 35 and 36 at an axial distance from one another. At the level of the angular channel 35, three channels 37, 38 and 39 are arranged in the control plate 32.
  • the channel 38 has a vertical section 38 a, which leads to a compressed air connection 40.
  • the channel 37 leads from the bore 41, in which the rotary valve 5 is mounted, via a vertical section 37a into the expulsion vessel 2.
  • the channel 39 is symmetrical with the channel 37 and leads into the expulsion vessel 3.
  • the compressed air connection 40 communicates with the expulsion vessel 3. After the rotary valve 5 has been rotated clockwise by 90 °, the expulsion vessel 2 is connected to the compressed air connection 40.
  • the expulsion vessel 2 is a vertical section 42a of the bore a, the bore 42, the angular bore 36 in Rotary valve 5 and the bore 44, which also has a vertical section 44a, connected to the expansion vessel 4.
  • the expulsion vessel 2 is uncoupled from the expansion vessel 4 and the expulsion vessel 3 is coupled to the expansion vessel 4 for this purpose.
  • valve balls 46 which are made of a material that is specific is lighter than water and which are each guided in a cage 47 which has cross bores 47a.
  • a pipe 56 is connected to the bore 55 and branches at its end into two pipes 57 and 58, in which taps 59 and 60 are located.
  • the lines 57, 58 lead to the water jet pumps 8 and 9, on which there are suction connections 8a and 9a, to which vessels to be evacuated are connected, e.g. via flexible hoses.
  • Two cylinders 61 and 62 are placed on the control plate 32, into which the control lines 28 already mentioned open at the ends of the cylinder bores 61a and 62a. Between the two cylinders 61 and 62 extends a rod 63, the ends of which are designed as pistons 64 and 65, which are fitted into the cylinders 61a and 62a. In the middle of the rod there is a recess 66 into which (see FIG. 1) an arm 67 engages, which is firmly connected to the rotary valve 5 and projects radially from the arm.
  • the device works as follows.
  • valve position is such that the compressed air gets into the expulsion vessel 2.
  • the compressed air presses on the liquid level and conveys the water upwards via the riser pipe 48 (see FIG. 4).
  • the water pressure presses the piston 7 against the valve seat 54 located on the right and thus closes the riser pipe 49 of the other expulsion vessel.
  • the water flows through the bore 55 to the water jet pumps 8 and 9. The water released by the water jet pumps falls directly back into the container 1.
  • the relaxation vessel designated as a whole by 70, is arranged horizontally above the water level.
  • the expansion vessel is a cylindrical container that can be made of metal. Perforated sheets 71 are arranged in the vessel 70, some of which are shown in FIG. 9.
  • a water line 72 is connected, which branches off from the pressure line 56 leading to the water jet pumps.
  • the feed line 72 opens into the vessel 70 by means of a nozzle 73.
  • the jet direction of the nozzle 73 is directed at right angles to the longitudinal direction of the vessel 70 and downwards.
  • the air emerging from the expulsion vessels 2, 3 is introduced into the vessel 70 via a line 74.
  • the line 74 has an outlet opening 74a, the axis of which runs parallel to the longitudinal direction of the vessel 70 and is arranged below the water inlet nozzle 73, but somewhat offset from it to the right.
  • the device according to FIGS. And 9 works largely the same as the device according to FIGS. 1 to 7.
  • the only difference is that water is introduced into the expansion vessel 70.
  • the water is finely divided when injected under pressure by tearing the jet and hitting the baffles 71.
  • a further division and distribution in the entire expansion vessel is brought about by the air blasts emerging from the air line mouth 74a.
  • the water is distributed over the perforated sheets 71, which are accordingly generally covered with a film of water.
  • the water is expelled from the vessel 70 together with the air via an exhaust pipe 75.
  • the mouth 75a of the exhaust pipe 75 opens into the surroundings above the water level 76 and is directed downward.
  • the water level in this embodiment is therefore somewhat lower than in the embodiment according to FIGS. 1 to 7.
  • a horizontal part 75b of the exhaust pipe 75 cuts the wall of the vessel 70 at its lowest point. This ensures that no water can collect in the vessel 70.

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Abstract

1. A method for operating a water-jet pump, in which the water required for operating the pump is recirculated in a circuit, characterised in that the water is pressurized by means of compressed air at an essentially constant air pressure and that compressed air, which was used to expel water through the water-jet pump, is expanded in a defined expansion chamber, heat being with-drawn from the water and absorbed by the air during and after its expansion.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Wasserstrahlpumpe, bei dem das für den Betrieb der Pumpe benötigte Wasser im Kreislauf umgepumpt wird.The invention relates to a method for operating a water jet pump, in which the water required for operating the pump is circulated.

Wasserstrahlpumpen werden z.B. in Labors umfangreich verwendet, z.B. zum Trocknen von Substanzen oder zum Eindampfen von Lösungen bei niedriger Temperatur, wodurch eine thermische Belastung der zu behandelnden Substanzen vermieden wird. Wasserstrahlpumpen haben den Vorteil, daß sie sehr einfach gebaut sind, praktisch keinen Verschleiß haben und praktisch unempfindlich gegen Korrosion sind, wenn sie, wie üblich, aus Glas oder aus Kunststoff hergestellt sind. Mit Wasserstrahlpumpen läßt sich ohne Schwierigkeiten ein Grobvakuum im Bereich zwischen 100 mm Quecksilbersäule und 15 mm Quecksilbersäule herstellen, was für viele Laborzwecke ausreichend ist.Water jet pumps are e.g. extensively used in laboratories, e.g. for drying substances or for evaporating solutions at low temperature, thereby avoiding thermal stress on the substances to be treated. Water jet pumps have the advantage that they are very simple, have practically no wear and are practically insensitive to corrosion if, as usual, they are made of glass or plastic. A coarse vacuum in the range between 100 mm of mercury and 15 mm of mercury can be easily created with water jet pumps, which is sufficient for many laboratory purposes.

Nachteilig im Vergleich mit mechanischen Pumpen, z.B. Drehschieberpumpen, sind die relativ hohen Betriebskosten, da der Wasserverbrauch erheblich ist ; ein üblicher Verbrauchswert ist z.B. 0,8 m3/h, so daß bei zehnstündigem Betrieb immerhin 8 m3 Wasser verbraucht werden. Abgesehen von den Kosten ist ein so hoher Wasserverbrauch auch mit Rücksicht auf die Umweltressourcen unerwünscht. Um den hohen Wasserverbrauch zu vermeiden, hat man bereits das eingangs genannte Verfahren angewendet, gemäß dem das Wasser im Kreislauf umgepumpt wird. Hierzu wird eine elektrisch angetriebene Umwälzpumpe verwendet, die aus der Wasserstrahlpumpe abgelaufenes Wasser wieder unter Druck setzt und dem Betriebswasseranschluß der Wasserstrahlpumpe zuführt.A disadvantage in comparison with mechanical pumps, for example rotary vane pumps, are the relatively high operating costs, since the water consumption is considerable; a common consumption value is, for example, 0.8 m 3 / h, so that at least 8 m 3 of water are consumed during ten hours of operation. Apart from the costs, such a high water consumption is also undesirable considering environmental resources. In order to avoid the high water consumption, the method mentioned at the outset, according to which the water is circulated, has already been used. For this purpose, an electrically driven circulation pump is used, which pressurizes water that has run off from the water jet pump and supplies the process water connection to the water jet pump.

Der erreichbare Druck hängt stark von der Temperatur des Bet-riebswassers ab, da der Druck niemals niedriger sein kann als der Dampfdruck des Betriebswassers, der umso höher liegt, je höher die Temperatur des Betriebswassers ist. In einer Umwälzanlage nun erwärmt sich das Betriebswasser verhältniscmäßig schnell, so daß die Saugleistung der Wasserstrahlpumpe niedriger ist als bei laufender Zuführung von Frischwasser. Will man dennoch niedrige Temperaturen erreichen, so muß das Betriebswasser mit besonderen Kühleinrichtungen gekühlt werden. In diesem Fall ergibt sich ein erheblicher apparativer Aufwand mit umfangreichen elektrischen Installationen.The achievable pressure depends strongly on the temperature of the process water, since the pressure can never be lower than the vapor pressure of the process water, which is higher the higher the temperature of the process water. In a circulation system, the process water now heats up relatively quickly, so that the suction power of the water jet pump is lower than when fresh water is continuously supplied. If you still want to reach low temperatures, the process water must be cooled with special cooling devices. In this case, there is considerable expenditure on equipment with extensive electrical installations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auf elektrische Installationen verzichtet werden kann und dennoch eine Kühlung des Betriebswassers erreicht wird. Durch eine Weiterbildung der Erfindung soll auch eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.The invention has for its object to provide a method of the type mentioned so that electrical installations can be dispensed with and cooling of the process water is still achieved. A further development of the invention is also intended to create an advantageous device for carrying out the method.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Wasser mittels Druckluft bei im wesentlichen konstantem Luftdruck unter Druck gesetzt wird und daß Druckluft, die zum Austreiben von Wasser durch die Wasserstrahlpumpe benutzt wurde, in einem abgegrenzten Entspannungsraum entspannt wird, wobei dem Wasser Wärme entzogen wird, die von der Luft bei und nach ihrer Entspannung aufgenommen wird.This object is achieved according to the invention in that the water is pressurized by means of compressed air at a substantially constant air pressure and in that compressed air which has been used to expel water by the water jet pump is expanded in a delimited relaxation space, heat being removed from the water which is absorbed by the air during and after its relaxation.

Anstelle einer Umwälzpumpe wird erfindungsgemäß Druckluft zum Umpumpen des Wassers benutzt. Druckluftanschlüsse befinden sich in modernen Labors im allgemeinen an jedem Arbeitsplatz, so daß die Aufstellung eines besonderen Kompressors nicht erforderlich ist. Erfindungsgemäß entspannt sich die Luft während des Austreibens des Wassers nicht, so daß an der Wasserstrahlpumpe stets ein gleichbleibender Wasserdruck und damit eine gleichbleibende Saugleistung besteht. Wenn die Druckluft ihre Austreibfunktion erfüllt hat, wird sie erfindungsgemäß benutzt, um das umzuwälzende Betriebswasser zu kühlen. Bei der Entspannung der Luft, die ja nach dem Austreiben noch unter hohem Druck steht, kühlt sich die Luft stark ab. Diese Abkühlung wird benutzt, um dem Betriebswasser Wärme zu entziehen. Man kann deshalb ohne spezielles Kühlaggregat eine niedrige Temperatur des Umwälzwassers aufrechterhalten und damit einen niedrigen Druck erzielen. Außerdem kann das gekühlte Betriebswasser in einem Nebenkreislauf durch Kühlfallen geführt werden und dort das sonst benötigte Frischwasser ersetzen. Da sowohl das Umpumpen des Betriebswassers als auch die Abkühlung des Betriebswassers mit Druckluft erfolgen, sind keinerlei elektrische Installationen erforderlich. Dies ist für ein Labor besonders vorteilhaft, da elektrische Installationen besonders vor Feuchtigkeit geschützt werden müßten.Instead of a circulation pump, compressed air is used according to the invention to pump the water around. In modern laboratories, compressed air connections are generally located at every work station, so that the installation of a special compressor is not necessary. According to the invention, the air does not relax during the expulsion of the water, so that the water jet pump always has a constant water pressure and thus a constant suction power. When the compressed air has fulfilled its expulsion function, it is used according to the invention to cool the process water to be circulated. When the air relaxes, which is still under high pressure after being expelled, the air cools down considerably. This cooling is used to extract heat from the process water. It is therefore possible to maintain a low temperature of the circulating water without a special cooling unit and thus achieve a low pressure. In addition, the cooled process water can be led through cold traps in a secondary circuit and replace the fresh water that is otherwise required. Since both the pumping of the process water and the cooling of the process water take place with compressed air, no electrical installations are required. This is particularly advantageous for a laboratory, since electrical installations would have to be particularly protected against moisture.

Vorstehend und im folgenden wird von Wasserstrahlpumpen und Druckluft als antreibendem Gas gesprochen. Die Erfindung erstreckt sich selbstverständlich auch auf Verfahren, bei denen andere Flüssigkeiten als Wasser für den Betrieb der Pumpe benutzt werden und bei denen andere Gase als Luft für den Antrieb der Flüssigkeit eingesetzt werden. Andere Flüssigkeiten und Gase können bei speziellen Aufgabestellungen erforderlich sein.Above and below, we speak of water jet pumps and compressed air as the driving gas. The invention naturally also extends to processes in which liquids other than water are used to operate the pump and in which gases other than air are used to drive the liquid. Other liquids and gases may be required for special tasks.

Der Wärmeentzug aus dem Wasser kann sowohl dadurch bewirkt werden, daß man gemäß Anspruch 2 den Entspannungsraum mit Wasser umspült, also z.B. in einer Wasserfüllung eines umfassenden Behälters anordnet. Einen besonders guten Wirkungsgrad erzielt man jedoch, wenn gemäß den Ansprüchen 3 und 4 die sich entspannende Luft unmittelbar mit dem zu kühlenden Wasser in Berührung gebracht wird, was man leicht dadurch erreicht, daß in ein Entspannungsgefäß Wasser durch eine Düse eingeführt wird, das dann auch durch die sich entspannende Luft in Tröpfchen zerrissen wird.The removal of heat from the water can be brought about by washing the relaxation space with water according to claim 2, for example arranging it in a water filling of a comprehensive container. A particularly good efficiency is achieved, however, if the relaxing air is brought into direct contact with the water to be cooled, which is easily achieved by introducing water into a relaxation vessel through a nozzle, which then also through the itself relaxing air is torn into droplets.

Bei der Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 5 erhält man einen kontinuierlichen Betrieb an der Wasserstrahlpumpe, da an einen Austreibungsvorgang unmittelbar ein weiterer Austreibungsvorgang anschließen kann und nicht zunächst eine Füllung des Austreibungsraumes mit Wasser abgewartet werden muß.In the embodiment of the method according to claim 5, continuous operation on the water jet pump is obtained, since an expulsion process can be immediately followed by another expulsion process and it is not necessary to wait for the expulsion space to be filled with water.

Im Patentanspruch 6 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 mit den für die Vorrichtung notwendigen Bestandteilen angegeben, während die weiteren Ansprüche 7 bis 20 spezielle Ausführungsformen und Weiterbildungen der Vorrichtung nach Anspruch 6 angeben. Zu diesen Unteransprüchen wird folgendes bemerkt :

  • Die Anordnung der Austreibungsgefäße und des Entspannungsgefäßes in einem Umbehälter gemäß Anspruch 7 hat den Vorteil, daß kaum Rohrleitungen benötigt werden, da die Austreibungsgefäße unmittelbar von dem Umbehälter aus gefüllt werden können. Bei Verwendung von Rückschlagventilen, insbesondere von Ventilklappen gemäß Anspruch 8 bewirkt der statische Druck im Umbehälter eine Füllung der Austreibungsgefäße, wodurch besondere Antriebsmittel für das Füllen der Austreibungsgefäße eingespart werden. Ein besonders einfaches Mittel für den abwechselnden Anschluß der Austreibungsgefäße an die Wasserstrahlpumpe ist in den Ansprüchen 9 und 10 angegeben. Wenn eines der Austreibungsgefäße drucklos geworden ist, wird der im Anspruch 10 genannte Kolben rasch vom Druck im anderen Gefäß so bewegt, daß das entleerte Gefäß abgeschlossen wird und nun das unter Druck stehende Gefäß an die Wasserstrahlpumpe angeschlossen ist.
Claim 6 specifies a device for carrying out the method according to claim 5 with the components necessary for the device, while further claims 7 to 20 specify special embodiments and developments of the device according to claim 6. The following is noted regarding these subclaims:
  • The arrangement of the expulsion vessels and the relaxation vessel in a container according to claim 7 has the advantage that hardly any pipes are required, since the expulsion vessels can be filled directly from the container. When using non-return valves, in particular valve flaps, the static pressure in the surrounding container causes the expulsion vessels to be filled, thereby saving special drive means for filling the expulsion vessels. A particularly simple means for the alternate connection of the expulsion vessels to the water jet pump is specified in claims 9 and 10. If one of the expulsion vessels has become depressurized, the piston mentioned in claim 10 is rapidly moved by the pressure in the other vessel so that the emptied vessel is closed and the pressurized vessel is now connected to the water jet pump.

Der Einfachheit wegen wird nur von einer Wasserstrahlpumpe gesprochen, obwohl selbstverständlich mehrere Wasserstrahlpumpen an die Vorrichtung angeschlossen werden können. Günstige Größenverhältnisse für die Vorrichtung erreicht man, wenn sie für den Betrieb von zwei bis vier Wasserstrahlpumpen ausgelegt wird.For the sake of simplicity, only one water jet pump is spoken of, although of course several water jet pumps can be connected to the device. Favorable proportions for the device can be achieved if it is designed for the operation of two to four water jet pumps.

Die Anordnung von Steigrohren gemäß Anspruch 11 und der Druckluftzuführung gemäß Anspruch 12 gewährleistet eine Wasseraustreibung, ohne daß die Gefahr besteht, daß antreibende Druckluft ebenfalls zu der Wasserstrahlpurhpe fließt. Man könnte jedoch die Anordnung auch anders wählen. Es ist auch nicht ausgeschlossen, die antreibende Druckluft unter dem Wasserspiegel eintreten zu lassen.The arrangement of riser pipes according to claim 11 and the compressed air supply according to claim 12 ensures water expulsion without the risk that driving compressed air also flows to the water jet purge. However, the arrangement could also be chosen differently. It is also not out of the question to let the driving compressed air enter below the water level.

Eine Umsteuereinrichtung gemäß den Ansprüchen 13 und 14 ermöglicht mit einfachsten Mitteln einen automatischen kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung derart, daß die Wasserstrahlpumpe ununterbrochen mit Betriebswasser versorgt wird.A reversing device according to claims 13 and 14 enables automatic continuous operation of the device with the simplest means such that the water jet pump is continuously supplied with process water.

Die Steuerung der Druckluft mittels Drehschiebern läßt sich einfach ausführen. Es kommen jedoch auch andere Ventile in Betracht. Besonders einfach wird die Konstruktion, wenn gemäß Anspruch 16 ein einziger Drehschieber sowohl die Zuführung der Druckluft zu den Austreibungsgefäßen als auch die Überleitung der Luft aus den Austreibungsgefäßen in das Ehtspannungsgefäß steuert. Für den Antrieb des Drehschiebers kann gemäß den Ansprüchen 17 und 18 der bereits erwähnte und im Anspruch 13 genannte Umsteuerkolben verwendet werden.The control of the compressed air using rotary valves is easy to carry out. However, other valves can also be considered. The construction becomes particularly simple if, according to claim 16, a single rotary slide valve controls both the supply of the compressed air to the expulsion vessels and the transfer of the air from the expulsion vessels into the tension vessel. For the drive of the rotary valve, the reversing piston already mentioned and mentioned in claim 13 can be used according to claims 17 and 18.

Eine besonders vorteilhafte Bauart erhält man, wenn man die Steuereinrichtungen gemäß Anspruch 19 in einer Steuerplatte zusammenfaßt, die zugleich zum Festhalten der Gefäße im Umbehälter ausgenutzt wird.A particularly advantageous design is obtained if the control devices according to claim 19 are combined in a control plate which is also used to hold the vessels in the surrounding container.

Vorteilhaft ist es auch, eine Wasserstrahlpumpe oder mehrere Wasserstrahlpumpen gemäß Anspruch 20 an der Wand des Umbehälters anzuordnen, weil dadurch Leitungen für die Rückführung des Betriebswassers eingespart werden. Man kann jedoch die Wasserstrahlpumpe auch an anderer Stelle anordnen und das Wasser über Leitungen, z.B. Schläuche, zurückführen.It is also advantageous to arrange a water jet pump or several water jet pumps according to claim 20 on the wall of the container because this saves pipes for the return of the process water. However, the water jet pump can also be arranged elsewhere and the water via pipes, e.g. Hoses, return.

Die wechselnde Füllung und Entleerung der Austreibungsgefäße kann auch mit einer zeitabhängigen Steuerung gesteuert werden, durch die nach einer vorgegebenen, vorzugsweise einstellbaren Zeitspanne eine Umschaltung von einem Austreibungsgefäß auf das andere stattfindet, wobei die Zeitspanne so gewählt wird, daß die. Umschaltung auf jeden Fall stattfindet, bevor das sich entleerende Austreibungsgefäß vollständig leer ist.The changing filling and emptying of the expulsion vessels can also be controlled with a time-dependent control, by means of which a switchover from one expulsion vessel to the other takes place after a predetermined, preferably adjustable period of time, the period of time being selected such that the. Switching takes place in any case before the evacuating vessel is completely empty.

Wenn man gemäß dem Verfahren nach Anspruch 4 die sich entspannende Luft unmittelbar , mit Wasser in Berührung bringt, kann man vorteilhafterweise die Vorrichtung nach den Ansprüchen 21 und 22 anwenden. Die Anordnung des Entspannungsgefäßes oberhalb der Wasserfüllung und die Abführung des Wassers und der entspannten Luft an der tiefsten Stelle des Entspannungsgefäßes gewährleistet auf einfache Weise die Vermeidung einer Ansammlung von Wasser im Entspannungsgefäß.If, according to the method according to claim 4, the relaxing air is brought into direct contact with water, the device according to claims 21 and 22 can advantageously be used. The arrangement of the relaxation vessel above the water filling and the removal of the water and the relaxed air at the deepest point of the relaxation vessel ensures in a simple manner that water does not accumulate in the relaxation vessel.

Wenn man das Wasser gemäß Anspruch 23 rechtwinklig zu der sich entspannenden Druckluft einführt, erreicht man eine besonders intensive und damit wirkungsvolle Berührung zwischen der sich abkühlenden Luft und dem Wasser. Der Luftstrom zerreißt dabei das Wasser zu kleinen Tröpfchen. Eine Zerstäubung des Wassers wird auch schon beim Einspritzen in das Entspannungsgefäß bewirkt, wobei auch der Anprall an feste Flächen das Zerreißen unterstützt. Die Kühlwirkung im Entspannungsgefäß läßt sich wesentlich verbessern, wenn man gemäß Anspruch 24 Schikanen einbaut. Außerdem erreicht man mit solchen Schikanen eine Schalldämpfung.If one introduces the water at right angles to the relaxing compressed air, a particularly intensive and therefore effective contact between the cooling air and the water is achieved. The air flow tears the water into small droplets. The water is atomized as soon as it is injected into the expansion vessel, whereby the impact on solid surfaces also supports tearing. The cooling effect in the expansion vessel can be significantly improved if one incorporates baffles according to claim 24. In addition, such baffles achieve sound absorption.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen :

  • Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
  • Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 11-11 in Fig. 1, wobei auch ein Steuerschieber für Druckluft geschnitten ist,
  • Fig. einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 1, wobei vom Schnitt auch die Umsteuereinrichtung für die Umsteuerung der Druckluftführung geschnitten ist,
  • Fig.4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 1, wobei vom Schnitt auch die Umsteuereinrichtung für die Wasserführung erfaßt ist,
  • Fig. 5 einen horizontalen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 2, wobei Luftkanäle für die Zuführung von Druckluft zu Austreibungsgefäßen vom Schnitt erfaßt sind,
  • Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 2, wobei vom Schnitt Kanäle für die Zuführung von Druckluft aus den Austreibungsgefäßen zum Entspannungsgefäß vom Schnitt erfaßt sind,
  • Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII in Fig. 2,
  • Fig. 8 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung bei einer Ausführungsform, bei des das Entspannungsgefäß oberhalb der Wasserfüllung angeordnet ist und
  • Fig. 9 eine der Fig.4 entsprechende Darstellung der Ausführungsform nach Fig.8.
In the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically. Show it :
  • 1 is a plan view of a device according to the invention,
  • 2 shows a section along line 11-11 in FIG. 1, a control slide for compressed air also being cut,
  • Fig. A section along line III-III in Fig. 1, the section of the reversing device is cut for reversing the compressed air duct,
  • 4 shows a section along line IV-IV in FIG. 1, the section also encompassing the reversing device for the water flow,
  • 5 shows a horizontal section along line VV in FIG. 2, air channels for the supply of compressed air to expulsion vessels being covered by the section, FIG.
  • 6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 2, the section including channels for the supply of compressed air from the expulsion vessels to the relaxation vessel,
  • 7 shows a section along line VII-VII in FIG. 2,
  • Fig. 8 is a representation corresponding to FIG. 1 in an embodiment in which the relaxation vessel is arranged above the water filling and
  • 9 shows a representation corresponding to FIG. 4 of the embodiment according to FIG. 8.

Die Hauptbestandteile der Vorrichtung sind ein Umbehälter 1, zwei Austreibungsgefäße 2 und 3, ein Entspannungsgefäß 4, ein Druckluft-Steuerschieber 5 mit zugeordneter, insgesamt mit 6 bezeichneter Umsteuerungseinrichtung, ein Umsteuerkolben 7 zur Umsteuerung der Wasserführung und zwei Wasserstrahlpumpen 8 und 9. Diese Hauptbestandteile, sowie weitere Bestandteile und das Zusammenwirken der Vorrichtungsbestandteile werden nachfolgend im einzelnen erläutert.The main components of the device are a circulating container 1, two expulsion vessels 2 and 3, an expansion vessel 4, a compressed-air control slide 5 with an associated reversing device, generally designated 6, a reversing piston 7 for reversing the water supply and two water jet pumps 8 and 9. These main components, as well as other components and the interaction of the device components are explained in detail below.

Der Umbehälter 1 hat, wie Fig. 1 zeigt, einen rechteckigen Grundriß und eine im Verhältnis zum Grundriß relativ große Höhe (siehe Fig. 2). Der Umbehälter kann z.B. aus Kunststoff bestehen. Am Kastenboden sind Leisten 10, 11 und 12 eingebaut, auf die die Gefäße 2, 3 und 4 aufgesetzt sind, so daß diese Gefäße einen gewissen Abstand vom Boden 13 des Behälters 1 haben. Wie Fig.3 zeigt, ist nahe am Boden 13 eine Wasserablaßöffnung 14 angeordnet, die mittels eines Stopfens 15 verschlossen ist.The surrounding container 1, as shown in FIG. 1, has a rectangular plan and a relatively large height in relation to the plan (see FIG. 2). The container can e.g. are made of plastic. At the bottom of the box strips 10, 11 and 12 are installed, on which the vessels 2, 3 and 4 are placed, so that these vessels have a certain distance from the bottom 13 of the container 1. As shown in FIG. 3, a water drain opening 14 is arranged close to the bottom 13 and is closed by a plug 15.

Die Austreibungsgefäße 2 und 3 haben eine zylindrische Form und sind oben mit einer Decke 16 und unten mit einem aufgeschraubten Boden 17 abgeschlossen. Beide Gefäße sind gleich ausgebildet und werden am Beispiel des Gefäßes 2 erläutert.The expulsion vessels 2 and 3 have a cylindrical shape and are closed at the top with a ceiling 16 and at the bottom with a screwed-on bottom 17. Both vessels have the same design and are explained using the example of vessel 2.

Am Boden 17 befindet sich eine große Öffnung 18, die mit einer Ventilklappe 19 abgeschlossen ist. Die Ventilklappe ist um eine horizontale Achse 20 schwenkbar und hat einen Dichtungsbelag 21. Als Dichtungssitz für die Ventilklappe dient ein schmaler Rand 22, der die Öffnung 18 umgibt.At the bottom 17 there is a large opening 18 which is closed with a valve flap 19. The valve flap is pivotable about a horizontal axis 20 and has a sealing covering 21. A narrow edge 22, which surrounds the opening 18, serves as the sealing seat for the valve flap.

In jedem der Gefäße 2 und 3 ist ein Schwimmer 23 angeordnet, der in einem Käfig 24 vertikal beweglich ist. Der Käfig 24 hat Löcher 24a, so daß sein Inneres mit dem Innenraum 25 des Austreibungszylinders kommuniziert. An der Oberseite des Schwimmers 23 befindet sich ein Ventilteller 26, der mit einem Ventilsitz 27 zusammenwirkt, der sich am unteren Ende einer Steuerleitung 28 befindet, die durch die Decke 16 in den Innenraum 25 des Austreibungsgefäßes geführt ist.In each of the vessels 2 and 3, a float 23 is arranged, which is vertically movable in a cage 24. The cage 24 has holes 24a so that its interior communicates with the interior 25 of the expulsion cylinder. At the top of the float 23 there is a valve plate 26 which cooperates with a valve seat 27 which is located at the lower end of a control line 28 which is guided through the ceiling 16 into the interior 25 of the expulsion vessel.

Das Entspannungsgefäß 4 besteht aus einem gut wärmeleitenden Material, z.B. aus rostfreiem Stahl und trägt an seiner Außenseite Rippen 4a. Im Inneren des Entspannungsgefäßes 4 sind Schikanen angeordnet, z.B. Querbleche 29 und 30, die in das Entspannungsgefäß 4 eintretende Luft zu Umwegen zwingen, so daß ein Schalldämpfungseffekt eintritt.The relaxation vessel 4 consists of a good heat-conducting material, e.g. made of stainless steel and has ribs 4a on its outside. Baffles are arranged in the interior of the relaxation vessel 4, e.g. Cross plates 29 and 30, which force air entering the expansion vessel 4 to detour, so that a sound damping effect occurs.

An der Decke des Entspannungsgefäßes 4 befindet sich ein nach oben ragendes Auspuffrohr 31. Die zu entspannende Luft wird durch die eingebauten Schikanen gezwungen, das Entspannungsgefäß zunächst nach unten und anschließend nach oben zu durchströmen.On the ceiling of the expansion vessel 4 there is an exhaust pipe 31 which projects upwards. The air to be expanded is forced by the built-in baffles to flow through the expansion vessel first downwards and then upwards.

Die Gefäße 2, 3 und 4 sind durch eine insgesamt mit 32 bezeichnete Steuerplatte im Behälter festgehalten. Diese Steuerplatte liegt auf den Oberseiten der Gefäße 2, 3 und 4 auf und ist mittels Halteelementen 33 und 34 gegen Abheben nach oben gesichert. In dieser Steuerplatte befinden sich verschiedene Bohrungen. Außerdem ist der bereits erwähnte als Drehschieber ausgebildete Druckluftsteuerschieber 5 in der Steuerplatte gelagert. Ferner nimmt die Steuerplatte den Umsteuerkolben 7 auf, wie der Schnitt nach Fig. 4 zeigt.The vessels 2, 3 and 4 are held in the container by a control plate designated as a whole by 32. This control plate rests on the upper sides of the vessels 2, 3 and 4 and is secured against lifting upwards by means of holding elements 33 and 34. There are various holes in this control plate. In addition, the already mentioned as a rotary valve compressed air control valve 5 is mounted in the control plate. Furthermore, the control plate receives the reversing piston 7, as the section according to FIG. 4 shows.

Der Drehschieber 5 hat einen zylindrischen Körper, in dem sich in axialem Abstand voneinander zwei winkelförmige Kanäle 35 und 36 befinden. Auf der Höhe des winkelförmigen Kanales 35 sind in der Steuerplatte 32 drei Kanäle 37, 38 und 39 angeordnet. Der Kanal 38 hat einen vertikalen Abschnitt 38a, der zu einem Druckluftanschluß 40 führt. Der Kanal 37 führt von der Bohrung 41, in der der Drehschieber 5 gelagert ist, über einen vertikalen Abschnitt 37a in das Austreibungsgefäß 2. Der Kanal 39 liegt zum Kanal 37 symmetrisch und führt in das Austreibungsgefäß 3.The rotary valve 5 has a cylindrical body in which there are two angular channels 35 and 36 at an axial distance from one another. At the level of the angular channel 35, three channels 37, 38 and 39 are arranged in the control plate 32. The channel 38 has a vertical section 38 a, which leads to a compressed air connection 40. The channel 37 leads from the bore 41, in which the rotary valve 5 is mounted, via a vertical section 37a into the expulsion vessel 2. The channel 39 is symmetrical with the channel 37 and leads into the expulsion vessel 3.

Bei der Stellung nach Fig. 5 kommuniziert der Druckluftanschluß 40 mit dem Austreibungsgefäß 3. Nach einer Drehung des Drehschiebers 5 im Uhrzeigersinn um 90° ist das Austreibungsgefäß 2 mit dem Druckluftanschluß 40 verbunden.5, the compressed air connection 40 communicates with the expulsion vessel 3. After the rotary valve 5 has been rotated clockwise by 90 °, the expulsion vessel 2 is connected to the compressed air connection 40.

In der Ebene der winkelförmigen Bohrung 36 befinden sich in der Steuerplatte drei Kanäle 42, 43 und 44. Bei der in Fig. 6 gezeichneten Stellung ist das Austreibungsgefäß 2 über einen vertikalen Abschnitt 42a der Bohrung a, die Bohrung 42, die winkelförmige Bohrung 36 im Drehschieber 5 und die Bohrung 44, die ebenfalls einen vertikalen Abschnitt 44a hat, mit dem Entspannungsgefäß 4 verbunden. Nach einer Drehung des Drehschiebers um 90° wird das Austreibungsgefäß 2 vom Entspannungsgefäß 4 abgekuppelt und dafür das Austreibungsgefäß 3 an das Entspannungsgefäß 4 angekuppelt.In the plane of the angular bore 36 there are three channels 42, 43 and 44 in the control plate. In the position shown in FIG. 6, the expulsion vessel 2 is a vertical section 42a of the bore a, the bore 42, the angular bore 36 in Rotary valve 5 and the bore 44, which also has a vertical section 44a, connected to the expansion vessel 4. After rotation of the rotary valve by 90 °, the expulsion vessel 2 is uncoupled from the expansion vessel 4 and the expulsion vessel 3 is coupled to the expansion vessel 4 for this purpose.

Wie man aus Fig. ersehen kann, liegen die Bohrungen 37, 39, 42 und 43 in der gleichen vertikalen Ebenen, so daß auch die erwähnten vertikalen Kanalabschnitte in einer Flucht liegen. Diese vertikalen Kanalabschnitte sind auf Bohrungen 45 in den Decken flächen 16 der Austreibungsgefäße ausgerichtet. Unterhalb dieser Bohrungen befinden sich Ventilkugeln 46, die aus einem Material bestehen, das spezifisch leichter ist als Wasser und die jeweils in einem Käfig 47 geführt sind, der Querbohrungen 47a aufweist.As can be seen from Fig., The bores 37, 39, 42 and 43 are in the same vertical plane, so that the mentioned vertical channel sections are in alignment. These vertical channel sections are aligned with holes 45 in the ceiling surfaces 16 of the expulsion vessels. Below these holes are valve balls 46, which are made of a material that is specific is lighter than water and which are each guided in a cage 47 which has cross bores 47a.

In den Austreibungsgefäßen 2 und 3 sind Steigleitungen 48 und 49 angeordnet (siehe Fig.4). Diese Steigleitungen reichen bis zu den Böden 17 und haben an ihren Enden Abschrägungen 48a. Die Steigleitungen 48 und 49 durchgreifen die Deckflächen der Austreibungsgefäße und kommunizieren mit winkelförmigen Kanälen 50 und 51 in der Steuerplatte 32. Die winkelförmigen Kanäle münden axial in einen Zylinder 52 ein, in dem der Kolben 7 beweglich ist. An den Enden des Zylinders 52 befinden sich Ventilsitze 53 und 54, mit denen der zugleich als Ventilteller wirkende Kolben 7 mit Dichtungsrändern 7a, 7b zur Auflage kommen kann. In der Längsmitte des Zylinders 52 mündet eine Bohrung 55 radial ein, die (siehe Fig. 1) bis zum Rand der Steuerplatte 32 geführt ist. An die Bohrung 55 ist eine Rohrleitung 56 angeschlossen, die sich an ihrem Ende in zwei Rohrleitungen 57 und 58 verzweigt, in denen sich Hähne 59 und 60 befinden. Die Leitungen 57, 58 führen zu den Wasserstrahlpumpen 8 und 9, an denen sich Sauganschlüsse 8a und 9a befinden, an die zu evakuierende Gefäße angeschlossen werden, z.B. über flexible Schläuche.Rising lines 48 and 49 are arranged in the expulsion vessels 2 and 3 (see FIG. 4). These risers extend to the floors 17 and have bevels 48a at their ends. The risers 48 and 49 pass through the top surfaces of the expulsion vessels and communicate with angular channels 50 and 51 in the control plate 32. The angular channels open axially into a cylinder 52 in which the piston 7 is movable. At the ends of the cylinder 52 there are valve seats 53 and 54, with which the piston 7, which also acts as a valve disk, can come to rest with sealing edges 7a, 7b. In the longitudinal center of the cylinder 52, a bore 55 opens radially, which (see FIG. 1) is guided to the edge of the control plate 32. A pipe 56 is connected to the bore 55 and branches at its end into two pipes 57 and 58, in which taps 59 and 60 are located. The lines 57, 58 lead to the water jet pumps 8 and 9, on which there are suction connections 8a and 9a, to which vessels to be evacuated are connected, e.g. via flexible hoses.

Auf die Steuerplatte 32 sind zwei Zylinder 61 und 62 aufgesetzt, in die die bereits erwähnten Steuerleitungen 28 an den Enden der Zylinderbohrungen 61a und 62a einmünden. Zwischen den beiden Zylindern 61 und 62 erstreckt sich ein Stab 63, dessen Enden als Kolben 64 und 65 ausgebildet sind, die in die Zylinder 61a und 62a eingepaßt sind. In der Mitte des Stabes befindet sich eine Ausnehmung 66, in die (siehe Fig.1) ein Arm 67 eingreift, der fest mit dem Drehschieber 5 verbunden ist und radial von dem Arm abragt.Two cylinders 61 and 62 are placed on the control plate 32, into which the control lines 28 already mentioned open at the ends of the cylinder bores 61a and 62a. Between the two cylinders 61 and 62 extends a rod 63, the ends of which are designed as pistons 64 and 65, which are fitted into the cylinders 61a and 62a. In the middle of the rod there is a recess 66 into which (see FIG. 1) an arm 67 engages, which is firmly connected to the rotary valve 5 and projects radially from the arm.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt.The device works as follows.

Bei Inbetriebnahme wird zunächst in den Umbehälter Wasser bis zu der Niveaumarke 68 (Fig. 3) eingefüllt. Der Anschlußstutzen 40 für die Druckluftzuführung wird an eine Druckluftleitung angeschlossen, wobei ein vor diesem Anschluß befindlicher, in der Zeichnung nicht dargestellter Hahn, zunächst noch geschlossen bleibt. An die Wasserstrahlpumpen 8 und 9 werden an die Anschlüsse 8a und 9a zu evakuierende Gefäße angeschlossen. Wenn mindestens einer der Hähne 59 und 60 geöffnet ist, beginnt das Gerät zu arbeiten, wenn der Drucklufthahn vor dem Anschluß 40 geöffnet wird.When starting up, water is first filled into the surrounding container up to the level mark 68 (FIG. 3). The connecting piece 40 for the compressed air supply is connected to a compressed air line, a valve located in front of this connection, not shown in the drawing, initially remains closed. Vessels to be evacuated are connected to the water jet pumps 8 and 9 at the connections 8a and 9a. If at least one of the taps 59 and 60 is open, the device begins to work when the compressed air valve before the connection 40 is opened.

Beim Einfüllen von Wasser in den Umbehälter werden auch die Austreibungsgefäße 2 und 3 mit Wasser gefüllt, wobei die Ventilklappen 19 unter der Wirkung des statischen Druckes des Wassers geöffnet werden. Wenn die Verbindung zum Entspannungsgefäß 4 hin geöffnet ist, was bei der gezeichneten Ventilstellung (Fig. 6) für den Behälter 2 gilt, kann die dort enthaltene Luft entweichen und das Gefäß kann sich vollständig füllen. Ein Eindringen von Wasser in die Luftkanäle wird durch die Ventile 46 verhindert, die durch ihren Auftrieb im Wasser angehoben und gegen die Öffnung in der Zylinderdecke 16 gedrückt werden. Das andere Gefäß, aus dem der Luftabfluß nicht möglich ist, wird sich nicht vollständig füllen können, da ja in diesem Gefäß ein Luftpolster verbleibt.When water is poured into the surrounding container, the expulsion vessels 2 and 3 are also filled with water, the valve flaps 19 being opened under the effect of the static pressure of the water. When the connection to the expansion vessel 4 is open, which applies to the container 2 in the drawn valve position (FIG. 6), the air contained therein can escape and the vessel can fill up completely. Entry of water into the air channels is prevented by the valves 46, which are lifted by their buoyancy in the water and pressed against the opening in the cylinder ceiling 16. The other vessel, from which it is not possible to drain the air, will not be able to fill completely, since an air cushion remains in this vessel.

Es sei angenommen, daß (im Gegensatz zu der Darstellung nach Fig. 5) die Ventilstellung so sei, daß die Druckluft in das Austreibungsgefäß 2 gelangt. Die Druckluft drückt auf den Flüssigkeitsspiegel und fördert das Wasser über das Steigrohr 48 (siehe Fig.4) nach oben. Der Wasserdruck drückt den Kolben 7 gegen den rechts befindlichen Ventilsitz 54 und schließt so das Steigrohr 49 des anderen Austreibungsgefäßes ab. Das Wasser Strömt über die Bohrung 55 zu den Wasserstrahlpumpen 8 und 9. Das von den Wasserstrahlpumpen abgegebene Wasser fällt direkt wieder in den Umbehälter 1.It is assumed that (in contrast to the illustration according to FIG. 5) the valve position is such that the compressed air gets into the expulsion vessel 2. The compressed air presses on the liquid level and conveys the water upwards via the riser pipe 48 (see FIG. 4). The water pressure presses the piston 7 against the valve seat 54 located on the right and thus closes the riser pipe 49 of the other expulsion vessel. The water flows through the bore 55 to the water jet pumps 8 and 9. The water released by the water jet pumps falls directly back into the container 1.

Wenn nun der Wasserspiegel im Austreibungsgefäß 2 so weit abgesunken ist, daß der Schwimmer 23 (siehe Fig. 3) absinken kann, wird das untere Ende der Steuerleitung 28 freigegeben und die Druckluft, die z.B. unter einem Überdruck von 2 Atmosphären steht, kann zum Zylinder 61 strömen, wodurdh der Stab 63 nach rechts gedrückt wird. Dadurch wird der Drehschieber 5 um 90° gedreht, wonach die in den Fig. und 6 gezeigten Verbindungen bestehen. Bei dieser Stellung wird die Druckluft, die über den Anschlußstutzen 40 zuströmt, in das Austreibungsgefäß 3 geleitet und drückt nun dort auf den Wasserspiegel. Das Wasser wird im Steigrohr 49 nach oben gefördert und treibt zunächst den Umsteuerkolben nach links, wobei sich der Dichtungsrand 7a auf den Sitz 53 aufsetzt und dadurch das Steigrohr 48 abschließt. In dieser Stellung wird Wasser aus dem Austreibungsgefäß 3 über die Bohrung 55 zu den Wasserstrahlpumpen gefördert.When the water level in the expulsion vessel 2 has dropped so far that the float 23 (see FIG. 3) can drop, the lower end of the control line 28 is released and the compressed air, e.g. is under an overpressure of 2 atmospheres, can flow to the cylinder 61, whereby the rod 63 is pressed to the right. Characterized the rotary valve 5 is rotated by 90 °, after which the connections shown in FIGS. And 6 exist. In this position, the compressed air which flows in via the connecting piece 40 is passed into the expulsion vessel 3 and now presses there on the water level. The water is conveyed upwards in the riser pipe 49 and first drives the reversing piston to the left, the sealing edge 7a being seated on the seat 53 and thereby closing the riser pipe 48. In this position, water is conveyed from the expulsion vessel 3 via the bore 55 to the water jet pumps.

Gleichzeitig besteht, wie Fig. zeigt, nun eine Verbindung zwischen dem Austreibungsgefäß 2 und dem Entspannungsgefäß 4 über die Kanäle 42, 36 und 44. Die Druckluft, die ja im Augenblick des Umschaltens noch unter ihrem vollen Druck von 2 atü steht (während des Austreibens findet eine Entspannung von Druckluft nicht statt), entspannt sich nun im Entspannungsgefäß 4, wobei eine starke Abkühlung der Luft eintritt. Gleichzeitig werden Luftgeräusche durch die Schalldämp- . ferwirkung des Entspannungsgefäßes 4 herabgesetzt. Die kalte Luft nimmt aus dem Wasser, das das Gefäß 4 vollständig umspült, Wärme auf, wodurch das Wasser auf einer niedrigen Temperatur gehalten wird. Die entspannte Luft wird über das Auspuff-Rohr 31 abgeführt.At the same time, as shown in FIG. 1, there is now a connection between the expulsion vessel 2 and the expansion vessel 4 via the channels 42, 36 and 44. The compressed air, which is still at its full pressure of 2 atm at the moment of switching (during expulsion) there is no relaxation of compressed air), now relaxes in the expansion vessel 4, with a strong cooling of the air. At the same time, air noise is reduced by the silencers. The effect of the relaxation vessel 4 is reduced. The cold air absorbs heat from the water that completely flushes the vessel 4, thereby keeping the water at a low temperature. The relaxed air is discharged through the exhaust pipe 31.

Wenn im Austreibungsgefäß 3 der Wasserspiegel so weit abgesunken ist, daß der dort befind- liche Schwimmer 23 absinkt, wird der Zylinder 62 unter Druck gesetzt und der Stab 63 nach links gedrückt, wonach wieder die eingangs beschriebene Situation besteht. Während also aus einem Austreibungsgefäß Wasser mit Hilfe von Druckluft ausgetrieben wird, füllt sich das andere Austreibungsgefäß über seine Bodenklappe unter der Wirkung des statischen Druckes, der imIn Austreibungsgefäß 3 when the water level has dropped so far that the there befind - Liche float drops 23, the cylinder 62 is pressurized and the rod 63 pushed to the left, after which there is again the above-described situation. So while water is expelled from one expulsion vessel with the help of compressed air, the other expulsion vessel fills via its bottom flap under the effect of the static pressure that is in the

Umbehälter 1 herrscht. Die Zuströmungsöffnungen 18 sind groß gewählt, um bei dem relativ geringen statischen Druck eine vollständige Füllung des entleerten Behälters zu gewährleisten, bevor der unter Druck stehende Behälter entleert ist.Container 1 prevails. The inflow openings 18 are large in order to ensure that the emptied container is completely filled at the relatively low static pressure before the pressurized container is emptied.

Für kurze Betriebsunterbrechungen genügt es, die Hähne 59 und 60 zu schließen. Bei längerer Betriebspause ist es zweckmäßig, auch die Druckluftzufuhr abzuschließen.For short interruptions to operation, it is sufficient to close cocks 59 and 60. If there is a long break in operation, it is advisable to also shut off the compressed air supply.

Zur Entleerung des Gerätes löst man die Wasserablaßschraube 15 bei laufendem Betrieb. Die Zylinder pumpen sich dann selbsttätig leer. Ein kontinuierlicher Wasserwechsel ist nicht erforderlich, da ja das Wasser ständig gekühlt wird.To drain the device, loosen the water drain plug 15 during operation. The cylinders then pump themselves empty. A continuous water change is not necessary because the water is constantly cooled.

Wegen unvermeidlicher Verunreinigungen ist es zweckmäßig, die Wasserfüllung, die z.B. etwa 25 1 betragen kann, einmal täglich zu wechseln.Because of inevitable impurities, it is advisable to fill the water, e.g. can be about 25 1 to change once a day.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 ist das hier insgesamt mit 70 bezeichnete Entspannungsgefäß oberhalb des Wasserspiegels horizontal angeordnet. Das Entspannungsgefäß ist ein zylindrischer Behälter, der aus Metall bestehen kann. Im dem Gefäß 70 sind gelochte Bleche 71 angeordnet, von denen in Fig. 9 einige dargestellt sind.In the embodiment according to FIGS. 8 and 9, the relaxation vessel, designated as a whole by 70, is arranged horizontally above the water level. The expansion vessel is a cylindrical container that can be made of metal. Perforated sheets 71 are arranged in the vessel 70, some of which are shown in FIG. 9.

An dem in der Zeichnung rechts liegenden Ende des Behälters ist eine Wasserleitung 72 angechlossen, die von der zu den Wasserstrahlpumpen führenden Druckleitung 56 abzweigt. Die Zuleitung 72 mündet mittels einer Düse 73 in das Gefäß 70. Die Strahlrichtung der Düse 73 ist rechtwinklig zur Längsrichtung des Gefäßes 70 und nach unten gerichtet.At the right end of the container in the drawing, a water line 72 is connected, which branches off from the pressure line 56 leading to the water jet pumps. The feed line 72 opens into the vessel 70 by means of a nozzle 73. The jet direction of the nozzle 73 is directed at right angles to the longitudinal direction of the vessel 70 and downwards.

Die aus den Austreibungsgefäßen 2, 3 austretende Luft wird über eine Leitung 74 in das Gefäß 70 eingeführt. Die Leitung 74 hat eine Austrittsöffnung 74a, deren Achse parallel zur Längsrichtung des Gefäßes 70 verläuft und unterhalb der Wasserzuflußdüse 73, jedoch seitlich nach rechts etwas versetzt von dieser angeordnet ist.The air emerging from the expulsion vessels 2, 3 is introduced into the vessel 70 via a line 74. The line 74 has an outlet opening 74a, the axis of which runs parallel to the longitudinal direction of the vessel 70 and is arranged below the water inlet nozzle 73, but somewhat offset from it to the right.

Das Gerät nach den Fig. und 9 arbeitet weitgehend gleich wie das Gerät nach den Fig. 1 bis 7. Unterschiedlich ist nur, daß in das Entspannungsgefäß 70 Wasser eingeführt wird. Das Wasser wird beim Einspritzen unter Druck durch die Zerreißung des Strahles und durch das Aufprallen auf die Schikanen 71 fein zerteilt. Eine weitere Zerteilung und Verteilung im gesamten Entspannungsgefäß wird durch die aus der Luftleitungsmündung 74a austretenden Luftstöße bewirkt. Das Wasser verteilt sich auf den gelochten Blechen 71, die demgemäß im allgemeinen von einem Wasserfilm überzogen sind. Das Wasser wird zusammen mit der Luft über eine Auspuffleitung 75 aus dem Gefäß 70 ausgestoßen. Die Mündung 75a der Auspuffleitung 75 mündet noch oberhalb des Wasserspiegels 76 in die Umgebung und ist nach unten gerichtet. Der Wasserspiegel liegt also bei dieser Ausführungsform etwas tiefer als bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 7. Ein horizontaler Teil 75b der Auspuffleitung 75 schneidet die Wand des Gefäßes 70 an deren tiefster Stelle. Dadurch ist die Gewähr gegeben, daß sich in dem Gefäß 70 kein Wasser ansammeln kann.The device according to FIGS. And 9 works largely the same as the device according to FIGS. 1 to 7. The only difference is that water is introduced into the expansion vessel 70. The water is finely divided when injected under pressure by tearing the jet and hitting the baffles 71. A further division and distribution in the entire expansion vessel is brought about by the air blasts emerging from the air line mouth 74a. The water is distributed over the perforated sheets 71, which are accordingly generally covered with a film of water. The water is expelled from the vessel 70 together with the air via an exhaust pipe 75. The mouth 75a of the exhaust pipe 75 opens into the surroundings above the water level 76 and is directed downward. The water level in this embodiment is therefore somewhat lower than in the embodiment according to FIGS. 1 to 7. A horizontal part 75b of the exhaust pipe 75 cuts the wall of the vessel 70 at its lowest point. This ensures that no water can collect in the vessel 70.

Claims (24)

1. A method for operating a water-jet pump, in which the water required for operating the pump is recirculated in a circuit, characterised in that the water is pressurized by means of compressed air at an essentially constant air pressure and that compressed air, which was used to expel water through the water-jet pump, is expanded in a defined expansion chamber, heat being withdrawn from the water and absorbed by the air during and after its expansion.
2. A method according to claim 1, characterised in that the air is expanded in a defined expansion chamber around which the water flows.
3. A method according to claim 1, characterised in that the air is directly brought into contact with the water when it expands.
4. A method according to claim 3, characterised in that the air is expanded in a defined expansion chamber into which the air and water are introduced.
5. A method according to one of the preceding claims, characterised in that at least two expulsion chambers are alternately filled with compressed air, water being expelled during the filling procedure, and that while one expulsion chamber is being filled air contained in the other expulsion chamber is expanded in the expansion chamber.
6. A device for carrying out the method according to claim 5, characterised by at least two expulsion vessels (2, 3), connecting water ducts (48, 49, 52, 55, 56, 57, 58), which connect the expulsion vessels (2, 3) to the water-jet pump (8, 9), at least one expansion vessel (4), connecting air ducts (42, 43, 44), which connect the expulsion vessels (2, 3) to the expansion vessel (4), a compressed air connection (40) for supplying compressed air, connecting air ducts (37, 39), which connect the compressed air connection (40) to the expulsion vessels (2, 3), a first water valve (7) for the alternate connection of the expulsion vessels (2, 3) to the delivery side of the water-jet pump (8, 9), second water valves (19) for connecting the expulsion vessels (2, 3) to the water flowing away from the water-jet pump (8, 9), at least one compressed-air valve (5) for the alternate connection of the expulsion vessels (2, 3) to the compressed air connection (40) and for the alternate connection of the expulsion vessels (2, 3) to the expansion vessel (4).
7. A device according to claim 6, characterised in that the expulsion vessels (2, 3) and the expansion vessel (4) are arranged in a surrounding container (1), which is higher than the expulsion vessels (2, 3) and which can be filled with water, the discharge side of the water-jet pumps leading into the surrounding container (1) and the expulsion vessels (2, 3) each being provided in the region of their base with a flow connection (18) with the interior of the surrounding container (1), which flow connection (18) can be closed by the second water valves (19).
8. A device according to claim 7, characterised in that the second water valves are formed as nonreturn valves, preferably as valve flaps (19) which are arranged inside the expulsion vessels (2, 3) and which move into the closed position on account of the force of gravity.
9. A device according to one of claims 6 to 8, characterised in that the first water valve (7) can be controlled by water leaving the expulsion vessels.
10. A device to claim 9, characterised by a piston (7) sliding in a control cylinder (52), connecting water ducts (50, 51) leading into the ends of the control cylinder (52) and to the expulsion vessels (2, 3), a connecting water duct (55) leading laterally into the cylinder and to the delivery side of the water-jet pump (8, 9) and the piston (7) closing one of the ducts (50, 51), which lead in at the front end, in each end position, but leaving open the duct (55) which leads in at the side.
11. A device according to one of claims 6 to 10, characterised in that ascending pipes (48, 49) are arranged in the expulsion vessels and lead into the latter in the vicinity of their base.
12. A device according to one of claims 6 to 11, characterised in that the air ducts (37, 39) for supplying compressed air to the expulsion vessels (2, 3) lead into the expulsion vessels in the upper region of the latter, preferably at their highest point.
13. A device according to one of claims 6 to 12, characterised by a reversing piston (63), which can be actuated by the compressed air contained in the expulsion vessels (2, 3) and which, after one expulsion vessel has been emptied, connects the compressed air supply to the other expulsion vessel and the connection between the emptied expulsion vessel and the expansion vessel.
14. A device according to claim 13, characterised in that a float valve (23) is arranged in the vicinity of the base of each expulsion vessel (2, 3) and, when a float is immersed in the water, closes an air duct (28) which leads to one side of the double-acting reversing piston (63).
15. A device according to one of claims 6 to 14, characterised in that at least one compressed air valve (5) is formed as a rotary slide valve.
16. A device according to claim 15, characterised in that two compressed air valves are combined in a single rotary slide valve (5), the rotary slide valve being provided in a first plane with bores (35) for the first compressed air valve and in a second plane, disposed at an axial distance from the first plane, with bores (36) for the second compressed air valve and the said bores (35, 36) cooperating with bores (38, 37, 39 ; 42, 44, 43), also arranged in two different planes, in a rotary slide valve housing (32).
17. A device according to claims 13 to 16, characterised in that the rotary slide valve (5) can be moved by the reversing piston (63).
18. A device according to claim 17, characterised in that a radially projecting pin (67) is arranged on the rotary slide valve (5) and is connected to the reversing piston (63), e.g. by engagement in a slot (66) in the reversing piston (63).
19. A device according to one of claims 6 to 18, characterised by a control plate (32), which rests upon the expulsion vessels (2, 3) and the expansion vessel (4), is secured against upward lifting and comprises the compressed air valves and associated compressed air lines and preferably also the connecting water ducts.
20. A device according to one of claims 7 to 19, characterised in that the water-jet pump (8, 9) is arranged on a wall of the surrounding container (1) and empties directly into the surrounding container.
21. A device according to one of claims 6 to 20 for carrying out the method according to claim 4, characterised in that the expansion vessel (70) is ar._,lged above the water filling (76)* and connected to at least one expulsion vessel via at least one water duct (72) and that the expansion vessel (70) comprises an outlet orifice (75), arranged at the lowest point of the expansion vessel, for the discharge of a water/air mixture (figures 8, 9).
22. A device according to claim 21, characterised in that, when a surrounding container according to claim 7 is provided, a discharge orifice (75a) for the discharge of the water/air mixture is disposed above the water level (76).
23. A device according to one of claims 21 and 22, characterised in that a nozzle (73) is provided for feeding the water into the expansion vessel (70), the jet direction of which is orientated at an angle, preferably at right angles to the direction of the axis of the air-discharge orifice (74a).
24. A device according to one of claims 6 to 23, characterised in that baffle plates are arranged in the expansion vessel (70), e.g. perforated plates (71) arranged at a distance from one another, the holes of adjacent plates preferably being offset with respect to one another.
*This is a literal translation of the German word. However, in the specification and in claim 22 the reference number 76 relates to the « Wasserspiegel », the English translation of which is « water level ».
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