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Patent Searching and Data


Title:
MULTISTAGE EJECTOR PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/003733
Kind Code:
A1
Abstract:
A multistage ejector pump has a ring-shaped flow channel (22) designed for an outwardly directed throughflow in the radial direction. In at least one of the two opposite approximately disk-shaped or annular disk-shaped wall parts mutually spaced apart by an axial gap are provided mutually concentric passageways (22D) for the fluid substance which communicate with a suction chamber (15 to 18). The concentric parts of the wall located between the passageways form an ejector disk (1), as well as ejector rings (2 to 5), whose cross-sectional shapes and surface profiles are adaptable to obtain favorable flow conditions in the flow channel for each pumping operation. Additional flow guiding profiles (37 to 40) inserted into the flow channel (22) and consisting of one or several adjacent and/or successive profiles reduce on the one hand the turbulence resulting from the mixture of the substance to be conveyed with the pump fluid and consequent damages to subsequent pump stages, and on the other hand reduce the residual energy of the pump fluid.

Inventors:
VOLKMANN THILO (DE)
Application Number:
PCT/EP1993/002085
Publication Date:
February 17, 1994
Filing Date:
August 05, 1993
Export Citation:
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Assignee:
VOLKMANN THILO (DE)
International Classes:
F04F5/16; F04F5/22; F04F5/12; (IPC1-7): F04F5/22; F04F5/16
Foreign References:
FR2577284A11986-08-14
DE3420652C21991-07-25
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Claims:
Ansprüche:
1. Mehrstufige Ejektorpumpe zum Saugen und/oder För¬ dern strömungsfähiger Stoffe oder Stoffgemische mit Hilfe eines fluiden Treibmediums mit einem Gehäuse, mit mindestens einem Einlaß für das Treibmedium, mit mindestens einem Einlaß für den strömungsfähigen Stoff oder, das Stoffgemisch, mit mindestens einem Strömungskanal für die Mischung und gemeinsame Durchströmuπg von Treibmedium und strömungs¬ fähigem Stoff oder Stoffgemisch mit mindestens einer Düse, mehreren Mischzonen und mehreren Diffusoren, mit mindestens einer Saugkammer je Pumpenstufe, die, ggf. über eine gemeinsame Vorkammer, mit dem Einlaß für den strömungsfähigen Stoff einerseits und dem Strömungskanal an¬ dererseits fluidisch verbunden sind, wobei als fluidische Verbindung zum Strömungskanal mindestens ein eine Engstelle bildender Durchtrittsspalt für den strömungsfähigen Stoff oder das Stoffgemisch vorgesehen ist, und mit mindestens einem gemeinsamen Auslaß für das Treibmedium und den stromungsfähigeπ Stoff oder das Stoffge¬ misch, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (22) ringförmig und für eine von radial innen nach radial außen gerichtete Durchströmung ausgebildet ist, wobei die Strömungskanalwaπdung im wesent¬ lichen von zwei einander mit axialem Abstand gegenüberlie¬ genden, etwa scheibenförmigen oder ringscheibenförmigen Wan¬ dungsteilen (22E und 22F) gebildet werden und daß zumindest eines der beiden Wandungsteile (22E, 22F) aus etwa konzentrisch zueinander angeordneten, die Durchtrittsspalte (22D) für den strömungsfähigen Stoff oder das Stoffgemisch bildenden oder aufweisenden Ejektorringen (2, 3, 4, 5) besteht, welche den Strömungskanal (22) und die Saugkammern (15 bis 18) räumlich voneinander trennen.
2. Mehrstufige Ejektorpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkammern (15 bis 18) ringförmig sind .
3. Mehrstufige Ejektorpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektorringe (2 bis 5), ins¬ besondere einstückig, mit im Winkel zu ihnen orientierten, insbesondere zylindrischen und/oder konischen Trennwänden (25A bis 25E) zum Abtrennen benachbarter Saugkammerπ (15 bis 18) voneinander versehen sind.
4. Mehrstufige Ejektorpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektorringe (2 bis 5) in axialer Richtung verstellbar am bzw. bezüglich des Ge¬ häuses (26), befestigt sind.
5. Mehrstufige Ejektorpumpe nach Anspruch 4, gekenn¬ zeichnet durch teleskopähnlich ineinander verlaufende Rohre (32 bis 35) zur Axialverstellung der Ejektorringe (2 bis 5) .
6. Mehrstufige Ejektorpumpe zum Saugen und/oder För¬ dern strömungsfähiger Stoffe oder Stoffgemische mit Hilfe eines fluiden Treibmediums mit einem Gehäuse, mit mindestens einem Einlaß für das Treibmedium, mit mindestens einem Einlaß für den strömungsfähigen Stoff oder das Stoffgemisch , mit mindestens einem Strömungskanal für die Mischung und gemeinsame Durchströmung von Treibmedium und strömungs¬ fähigem Stoff oder Stoffgemisch mit mindestens einer Düse, mehreren Mischzonen und mehreren Diffusoren, mit mindestens einer Saugkammer je Pumpstufe, die, ggf. über eine gemeinsame Vorkammer, über den Einlaß für den strömungsfähigen Stoff einerseits und mit dem Strömungskanal andererseits fluidisch verbunden sind, mit mindestens einem gemeinsamen Auslaß für das Treibmedium und den strömungsfähigen Stoff oder das Stoffge¬ misch , dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (22) ringförmig und für eine von radial innen nach radial außen gerichtete Durchströmung ausgebildet ist, wobei die Strömungskanalwandungen im we¬ sentlichen . von zwei zueinander mit axialem Abstand gegen¬ überliegenden , etwa scheibenförmigen oder ringscheibenförmi¬ gen Wandungsteilen (22E und 22F) gebildet werden und daß die die Mischzone (22E) und den Diffusor (22C) ei¬ ner oder mehrerer Pumpenstufen aufweisenden Wandungsbereiche des Strömungskanals (22) bezüglich der anderen Wandungsbe¬ reiche des Strömungskanals (22) axial verstellbar sind.
7. Mehrstufige Ejektorpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkammern ringförmig sind.
8. Mehrstufige Ejektorpumpe nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch teleskopähnlich ineinander verlaufende Rohre zur Axialverstellung der verschiedenen Wandungsberei¬ che des Strömungskanals (22) zueinander.
Description:
Mehrstufige Ejektorpumpe

Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Ejektorpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ejektorpumpen dieser Art sind seit langem bekannt (FR-Al-25 77 284) und werden sowohl für das Herstellen von Vakuum als auch zum Fördern strömungsfähiger Stoffe verwen¬ det. Zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades, insbesondere bei hohen Saugwiderständen, ist eine hintereinaπderliegeπde, mehrstufige Ausführungsform bekannt. Diese hat den Vorteil, daß die Strömungsenergie des Treibmediums, das entweder gas¬ förmig oder flüssig sein kann, soweit verwendet wird, bis die Strömungsgeschwindigkeit unter einen mit konstruktivem Aufwand nicht mehr nutzbaren Wert herabgesunken ist.

Mehrstufige Ejektorpumpen haben aber grundsätzlich das Problem, daß die Baugröße mit der Zahl der Stufen überpro¬ portional zunimmt. Diese Tatsache liegt unter anderem darin begründet, daß der Querschnitt des Strömungskanals von Stufe zu Stufe zunehmen muß und somit insbesondere die Bauhöhe ei¬ ner solchen Ejektorvorrichtung mit mehreren Stufen groß ist, ohne daß das ganze Volumen eines z. B. quaderför igen Gehäu¬ ses ausgenutzt werden könnte.

Aufgabe der Erfindung ist es, Ejektorpumpen der ein¬ gangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Bau¬ größe, insbesondere die Bauhöhe, trotz der notwendigen Er¬ weiterung des Stromungskanals kleingehalten werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Ejektorpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Eine erfinduπgsgemäße Ejektorpumpe ist trotz ihrer großen Kompaktheit und Wirksamkeit vergleichsweise einfach zu fertigen, insbesondere aus einfachen (Massen)dreh- oder -fügeteilen. Die Fertigung kann aus nahezu beliebigem Werk¬ stoff, wie z. B. Metall, Kunststoff, Glas, Keramik etc. er¬ folgen.

Das Prinzip eines ringförmig ausgebildeten Stromungs¬ kanals für eine Ejektorpumpe ist aus der DE-Al-34 20 652 grundsätzlich bereits bekannt - allerdings lediglich für ei¬ ne einstufige Ejektorpumpe. Bei dieser einstufigen Ejektor¬ pumpe kam es im wesentlichen auf eine besonders hohe Präzi¬ sion bei der Realisierung ganz bestimmter Winkelverhältnisse und Längen im Bereich der Düse, der Mischzone und des Diffu- sors an. Diese wurde dadurch erreicht, daß alle wesentlichen Teile wie die Düse, die Mischzoπe und der Diffusor in nur einer oder beiden Endflächen eiπstückiger Blöcke ausgeformt wurden, was sich in einem einzigen Arbeitsgang auf einer nu¬ merisch gesteuerten Drehmaschine durchführen ließ und zu ho¬ hen Genauigkeiten und guten Wiederholungseigenschafteπ bei der Herstellung einer großen Anzahl von Pumpen führte. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Ejektorpumpe liegt zum einen in ihrer Einstufigkeit und zum anderen darin, daß die Saugkammer, über welche dem ringförmigen, radial nach außen gerichtet wirksamen Strö uπgskanal der zu fördernde Stoff oder das Stoffgemisch zugeführt wird, als kreisring¬ förmige, sich zum Strömungskanal hin querschnittserweiternde Nut ausgestaltet ist, wobei die Beaufschlagung dieser Ring¬ nut mit dem zu fördernden Stoff oder Stoffgemisch über eini¬ ge umfangsverteilte Verbinduπgsbohruπgen, welche in einer gemeinsamen Vorkammer münden, erfolgt. Durch diese Bauart

sowie das entsprechende Herstellungsverfahren dieser bekann¬ ten Ejektorpumpe ergeben sich ungünstige Strömungsverhält¬ nisse für den in den ringförmigen Strömungskanal einströmen¬ den zu fördernden Stoff oder das Stoffgemisch. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Ejektorpumpe ist ihre Fixierung auf eine ganz bestimmte Oberflächenkoπtur des Stromungska¬ nals, welche optimale Pumpleistungeπ nur dann ermöglicht, wenn die Zähigkeit des Treibmediums und/oder des zu fördern¬ den Stoffes oder Stoffgemisches in einem eng begrenzten Wer¬ tebereich liegt. Zur Lösung unterschiedlicher Förderaufga- beπ, insbesondere zur Förderung von Stoffen oder Stoffge¬ mischen, deren Zähigkeit von den Idealbedinguπgen, für die diese Ejektorpumpe ausgelegt ist, abweichen oder für den Einsatz anderer Treibmedien sind jeweils andere Pumpen er¬ forderlich. Zumindest muß derjenige Pumpenblock ausgetauscht werden, in dessen Stirnfläche die Düse, die Mischzone und der Diffusor eingearbeitet ist.

Gegenüber dieser, aus der DE-Al-34 20 652 bekannten, kreisförmig aufgebauten Ejektorpumpe hat die erfinduπgsge- mäße Ejektorpumpe nach Anspruch 1 eine Reihe erheblicher Vorteile. Ein Vorteil besteht darin, daß es durch die Erfin¬ dung auf einfache Weise möglich ist, die ringförmige Geome¬ trie des Strömungskanals mit sämtlichen damit verbundenen Vorteilen für die Realisierung einer mehrstufigen Ejektor¬ pumpe zugänglich zu machen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Strömungsverhältnisse beim Eintritt des zu fördernden Stoffes oder Stoffgemisches in den Strömungskanal im Vergleich zu der aus der DE-Al-34 20 652 bekannten ein¬ stufigen Ejektorpumpe erheblich vergleichmäßigt werden. Ein weiterer Vorteil besteht in der trotz ihrer Mehrstufigkeit einfachen Herstellbarkeit der erfindungsgemäßen Ejektorpum¬ pe, da sie aus einfachen, in Massenproduktion herstellbaren Dreh- oder Fügeteilen gefertigt werden kann, wobei die ein-

zelneπ Ejektorringe im Bedarfsfall nachgearbeitet oder aus¬ getauscht werden können, um die Ejektorpumpe für den jewei¬ ligen Anwendungszweck zu optimieren.

Der Grundgedanke, auf dem vorliegende Erfindung ba¬ siert, nämlich bei einer mehrstufigen Ejektorpumpe den Strö- muπgskanal ringförmig und für eine von radial innen nach ra¬ dial außen, gerichtete Durchströmuπg auszubilden, kann auch in einer zur Lehre des Anspruchs 1 alternativen Weise prak¬ tisch genutzt werden, nämlich dadurch, daß die die Mischzone und den Diffusor einer oder mehrerer Pumpeπstufeπ aufweisen¬ den Wandungsbereiche des Stromungskanals bezüglich der ande¬ ren Waπduπgsbereiche des Stromungskanals axial verstellbar sind (Anspruch 6) . Dadurch werden die Strömungsverhältnisse im Strömuπgskanal an die jeweilige Förderaufgabe anpaßbar - und zwar auch bei solchen mehrstufigen Ejektorpumpen, bei denen zwischen der Saugkammer und dem Strömungskanal ein ei¬ ne Engstelle bildender Durchtrittsspalt für den zu fördern¬ den Stoff - wie bei der DE-Al-34 20 652 - fehlt.

Das "Treibmedium" kann im Sinne der Erfindung sowohl flüssig als auch gasförmig sein, ebenso der strömungsfähige Stoff oder das strömungsfähige Stoffgemisch.

"Ejektorringe" sind im Sinne der Erfindung bevorzugt voneinander unabhängige Einzelbauteile, die in das Pumpenge¬ häuse eingebracht werden, was - wie nachfolgend noch gezeigt wird - auf die verschiedenste Weise geschehen kann. Sofern die Querschnittsverengung an dem Durchtrittsspalt für den strömungsfähigen Stoff oder das Stoffgemisch zwischen der jeweiligen Saugkammer und dem Strömungskanal nicht allzu groß ist, ist es auch möglich, die Ejektorringe einstückig mit den die Saugkammer bildenden Wandungsbereichen herzu¬ stellen.

Die Grundrißform der Ejektorringe (Ansicht in Axial¬ richtung) ist bevorzugt - aber nicht zwingend - kreisring¬ förmig. Der Querschnitt der Ejektorringe (also im Axial¬ schnitt gesehen) kann in weitem Maße variiert und den Anwen¬ dungsbedingungen angepaßt, insbesondere zylindrisch und, be¬ sonders bevorzugt, konisch (siehe Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 4) sein. Die einen Teil der Wandung des Strö¬ mungskanals bildende Seitenfläche der Ejektorringe kann, vor allem nach radial außen gesehen, die verschiedensten Kontu¬ ren erhalten (siehe Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 5 bis 9) . Insbesondere können die auf die Achsrichtung des Strö¬ mungskanals bezogenen Neigungswinkel der Mischzone und der Diffusorzone unterschiedlich sein. Auch können die Ejektor¬ ringe eine gewellte, den effektiven Saugspalt vergrößernde Oberfläche aufweisen, wodurch die Strömungsverhältnisse im Strömungskanal durch lokale Querschnittsveränderungen be¬ einflußt werden (siehe Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 9). Es ist weiterhin vorteilhaft, seitlich - in Achsrichtung oberhalb der Ejektorringe gesehen - Strömungsleitprofile an- " zuordnen (siehe Ausführungsbeispiel nach Fig. 9), durch die einerseits Verwirbelungen, die bei der Mischung des zu för¬ dernden Stoffes mit dem Treibmedium entstehen, relativ ge¬ ring gehalten werden können. Andererseits ist es durch die Strömungsleitprofile möglich, die Restenergie des Treibme¬ diums zu verringern, wodurch der Pumpenwirkungsgrad erhöht wird. Derartige Strömungsleitprofile sind nicht vorveröf¬ fentlicht .

Die Befestigung der Ejektorringe kann zwar grundsätz¬ lich an den Stirnenden der die Saugkammern voneinander tren¬ nenden Trennwänden erfolgen, besonders vorteilhaft sind sie aber bereits vor der Montage, vorzugsweise einstückig, mit den besagten Trennwänden verbunden, so daß die aus Ejektor- ring und Trennwand bestehende Baueinheit in der Pumpe mon¬ tiert wird (Anspruch 3).

Während in vielen Anwendungsfällen die Position der einzelnen Ejektorringe (in Axialrichtung gesehen) zueinander sowie gemeinsam in bezug auf die übrigen Pumpenteile unver¬ änderlich bleiben kann, besteht ein besonderer Vorzug der Erfindung darin, daß die Axialposition der Ejektorringe und damit die Querschnittsform des Strömungskanals veränderbar ist (Ansprüche 4 bzw. 6) . Diese Positionsveränderung kann auf die verschiedenste Weise vorgenommen werden, z. B. mit¬ tels Schiebeführungen oder Schraubengewinden, deren Durch¬ messer dem jeweiligen Durchmesser des betroffenen Ejektor- ringes entsprechen kann. Besonders einfach herzustellen, zu montieren und auch nachträglich von außen her zu verstellen, sind jedoch solche VerStelleinrichtungen, die aus teleskop¬ ähnlich ineinander verlaufenden Rohren bestehen, an deren Stirnenden (strömungskanalseitig) radial und axial bzw. ko¬ nisch gerichtete Wandungsteile anschließen, die als Trenn¬ wände für die benachbarten Saugkammern dienen und deren ringförmigen Stirnflächen selbst als Teil der Wandung und des Strömungskanals dienen bzw. den jeweiligen Ejektorring tragen .

Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen, erfindungsgemäß zu ver¬ wendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestal¬ tung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen be¬ sonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegen¬ standes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be¬ schreibung der zugehörigen Zeichnung, in der eine erfin¬ dungsgemäße mehrstufige Ejektorpumpe dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße mehrstufige Ejektorpumpe in A ialschnittdarstellung ;

Fig. 2 eine zweite Ausführuπgsform einer erfindungsge¬ mäßen Ejektorpumpe in der gleichen Schnittdar¬ stellung wie in Fig. 1 - ausschnittsweise;

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsge¬ mäßen Ejektorpumpe, wiederum im Axialschnitt (Schnitt entlang der Linie III-III gemäß Fig. 4);

Fig. 4 von derselben Ejektorpumpe wie in Fig. 3 eine An¬ sicht der Pumpe von oben (Schnitt entlang der Li¬ nie IV-IV gemäß Fig. 3) ;

Fig. 5 eine alternative Ausführungsform der Ejektorrin¬ ge mit gewellter Oberfläche (perspektivische Dar¬ stellung eines kreissegmentformigen Ausschnitts einer Ejektorringanordnung einer erfindungsge- mäßeπ Ejektorpumpe) ;

Fig. 6 eine alternative Strömungskanalform zum Ausfüh¬ rungsbeispiel nach Fig. 1 in einer Axialschnitt¬ darstellung - ausschnittsweise;

Fig. 7 eine weitere Strömungskanalform an demselben Aus¬ führungsbeispiel in einer ausschnittsweisen Axialschnittdarstellung der halben Ejektorpumpe;

Fig. 8 eine beispielhafte Darstellung möglicher Ejektor- ringausführungen am Beispiel eines Ejektorring- sets in einer Axialschnittdarstellung sowie

Fig eine perspektivische Darstellung eines Ejektor- pumpensegmentes , welches zusätzlich mit Strö¬ mungsleitprofilen ausgestattet ist.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die insgesamt mit 100 gekennzeichnete vierstufige Ejektorpumpe ein kreiszylindrisches Gehäuse 26 auf, das aus einem Bodenteil 26A mit einem zentralen Einlaß 23 für das zu fördernde Medium, einem Deckelteil 26C mit einem gemeinsamen Auslaß 14 für das Treibmedium und das zu fördernde Medium sowie einem zwischen dem Deckelteil und dem Bodenteil ange¬ ordneten Ejektortragteil 26B besteht.

In die Verbindungsstelle zwischen dem Deckelteil 2 \' 6C und dem Ejektortragteil 26B ist eine Trennwand 6 eingefügt, deren deckelseitige Oberfläche gemeinsam mit dem Deckelteil 26C eine Abströmkammer 11 begrenzt. Ein zentral an der Trennwand 6 vorgesehener und von dieser in Richtung auf den Deckel 26C abstehender sowie den Deckel 26 durchdringender Rohrstutzen 27 bildet einen Einlaß 13 für das Treibmedium, in welchen eine Blende 19 zur Vorverteilung des Treibmediums über den gesamten Eintrittsquerschnitt eingebaut sein kann und dem ein Feststoffilter 20 vorgeschaltet sein kann, um Erosionserscheinungen im Bereich der noch zu erläuternden Eintrittsdüse 22A zu vermeiden. Im übrigen ist die Trennwand 6 in ihrem radialen Außenbereich mit umfangsverteilten Boh¬ rungen 14A versehen, welche - auch unmittelbar - als Auslaß dienen können und denen Schalldämpfer 12 in Strömungsrich¬ tung nachgeschaltet sein können.

Auf der dem Deckelteil 26C abgewandten Seite der Trennwand 6 bildet ihre kreisringförmige Oberfläche ein Wan¬ dungsteil 22E eines Strömungskanals 22. Dem Wandungsteil 22E gegenüberliegend und von ihm axial beabstandet ist ein Wan-

dungsteil 22F vorgesehen, welches aus konzentrisch zueinan¬ der und mit radialem Abstand voneinander angeordneten, noch zu erläuternden Ejektorringen 2 bis 5 und einer zentralen Ejektorscheibe 1 gebildet wird. Nach radial außen wird der Strömungskanal 22 durch die Innenfläche eines kreiszylin¬ drischen Wandungsbereiches des Ejektortragteils 26B ver¬ schlossen. Auf diese Weise erhält der Strömungskanal 22 eine Ringform. Dadurch, daß das Treibmedium über den zentralen Einlaß 13 zugeführt und das Treibmedium und das Fördermedium gemeinsam durch die radial außen liegenden Bohrungen 14A aus dem Strömungskanal 22 abgeführt werden, ist der Strömungska¬ nal für eine von radial innen nach radial außen gerichtete Strömung ausgebildet, wie es für eine einstufige Ejektorpum¬ pe aus der DE-Al-34 20 652 grundsätzlich bereits bekannt ist.

Das Ejektortragteil 26B besteht aus dem schon erwähn¬ ten zylindrischen und einem kreisscheibeπförmigen Wandungs¬ teil, welches als Trennwand 26D dient.

Auf der zum Bodenteil 26A weisenden Seite begrenzt die Trennwand 26D gemeinsam mit dem Bodenteil 26A eine Vorkammer 7, in der eine Vorverteilung des über den Einlaß 23 zuströ¬ menden zu fördernden Mediums stattfindet.

Auf der der Vorkammer 7 abgewandten Seite der Trenn¬ wand 26D trägt letztere die Ejektorringe 2 bis 5 sov. e die Ejektorscheibe 1. Zu diesem Zweck sind die Ejektorringe mit Trennwänden 25A, 25B, 25C und 25D versehen (in dem Ausfüh¬ rungsbeispiel sind die Ejektorringe mit den Trenπwänc \' -s-n ein¬ stückig verbunden) , wobei die Trennwände in dem dargestell¬ ten Ausführungsbeispiel etwa kreiszylindrische Rohrabschnit¬ te unterschiedlicher Länge bilden, deren Länge nach radial außen gleichmäßig abnimmt, so daß der Strömungsquerschnitt

des Strömungskanals 22 nach radial außen hin auch in Achs¬ richtung zunehmend größer wird. Bei dieser Ausführungsform des Strömungskanals 22 weist das durch diesen strömende Ge¬ misch aus Treibmittel und zu förderndem Medium neben der ra¬ dialen eine axiale Strömungskomponente auf. Dies gilt auch für eine Ausführungsform, bei der Wandungsteil 22E gemäß der strichdoppeltpunktierten Linie in Fig. 1 parallel zum Wan¬ dungsteil 22F verläuft. Es ist jedoch ebenfalls möglich, die axiale Strömungskomponente dadurch vollständig zu eliminie¬ ren, daß der Wanduπgsteil 22F entlang der strichpunktierten Linie in Fig. 1 verlaufend und der Wandungsteil 22E zu die¬ sem parallel angeordnet sind. In diesem Falle herrscht in dem Strömungskanal 22 eine reine Radialströmung. Durch eine Ausgestaltung des Wandungsteils 22E gemäß der gestrichelten Linie in Fig. 1, wodurch der Strömungskanal 22 sich in Rich¬ tung nach radial außen nach oben erweitert, kann zusätzlich die Fliehkraft für das Treibmedium ausgenutzt werden, wo¬ durch sich gegebenenfalls der Wirkungsgrad der Ejektorpumpe erhöhen läßt.

Weitere Gestaltuπgsmöglichkeiten des Strömungskanals 22 sind in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Bei dem in der lin¬ ken Hälfte von Fig. 6 dargestellten Strömungskanal 22 ist der Wandungsteil 22F nach radial außen hin nach unten ge¬ neigt, so daß die Strömung eine axiale Komponente umfaßt. Durch den konvex gewölbten Wandungsteil 22E wird eine Flieh¬ kraftnutzung für das Treibmedium angestrebt. Im Gegensatz hierzu weist der auf der rechten Seite von Fig. 6 darge¬ stellte Strömungskanal eine kegelige, nach radial außen hin nach unten geneigte Oberfläche auf, so daß die Fliehkraft¬ nutzung unterbleibt. Es ist also ohne weiteres möglich, die Geometrie des Strömungskanals 22 durch den Einsatz verschie¬ dener Wandungsteile 22E an unterschiedliche Treibmedien und/oder zu fördernde Fluide anzupassen.

Während bei den bisher beschriebenen Ausführuπgsformen der Wandungsteil 22F zwar teils geneigt, jedoch plan ausge¬ führt war, kann aber auch ein gekrümmter Verlauf vorteilhaft sein, wie er in Fig. 7 dargestellt ist. In diesem Fall wei¬ sen die Ejektorscheibe 1 und die Ejektorringe 1-4 eine kon¬ vex gekrümmte Oberfläche auf. Auch kann die Oberfläche der Ejektorringe in einer wie in Fig. 5 dargestellten oder ähn¬ lichen Weise gewellt sein, so daß von den Ejektorringen 1 bis 4 radial nach außen weisende Strömungsmulden 41 gebildet werden, die eine ausrichtende Wirkung auf die im Strömungs¬ kanal 22 herrschende Strömung ausüben. Auch kann vorteilhaft sein, wie in Fig. 9 dargestellt, die zur Saugkammer 15 bis 18 weisende Unterseite 42 der Ejektorringe 2 bis 4 bzw. der Ejektorscheibe 1 konkav auszubilden und/oder die den Durch¬ trittsspalten 22D zugewandten Kanten 43 der Ejektorringe 2 bis 4 abzurunden, wodurch die Ausströmrichtung des durch die Durchtrittsspalten strömenden zu fördernden Fluids beein¬ flußt werden und die Wirbelbildung in der Mischzone 22B ver¬ ringert werden kann.

Die Trennwände 25A bis 25D und ein die Ejektorscheibe 1 tragendes, ebenfalls als Trennwand dienendes Sockelelement 25E schließen zwischeneinander ringförmige Saugkammer 15 bis 18 ein. Die Trennwand 26D weist Durchbrechungen 28 bis 31 als Zutrittsöffnungen des zu fördernden Mediums von der Vor¬ kammer 7 in die Saugkammern 15 bis 18 auf. Die Durchbrechun¬ gen können umfangsverteilt angeordnet und zumindest teilwei¬ se mit Rückschlagklappen 8 bis 12 versehen sein. Diese Rück¬ schlagklappen sind hinsichtlich ihrer Funktion und Anordnung bei Ejektorpumpen bekannt (z. B. FR-Al-2 577 284). - Sie dienen bei mehrstufigen Ejektorpumpen dazu, ein verbessertes Vakuum zu erhalten, indem die Saugkammern, die nur einen re¬ lativ geringen Unterdruck erzeugen können, bei Erreichen dieses ihres Unterdruckes von den anderen Stufen, die einen

höheren Unterdruck erzeugen können, mechanisch getrennt wer¬ den. Dies beginnt mit der letzten und endet in der Regel mit der zweiten Saugstufe.

Die radial äußeren Kanten der Ejektorscheibe 1 bzw. der Ejektorringe 2 bis 4 bilden mit der Radialinnenkante des jeweils radial außen liegend benachbarten Ejektorringes 2 bis 5 einen eine Engstelle bildenden Durchtrittsspalt 22D für das zu fördernde Fluid von der jeweiligen Saugkammer in den Strömungskanal 22. Die Durchtrittsspalte 22D sind in den dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispielen jeweils ringförmig. Sie können - zumindest bei den Ausfüh¬ rungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 - grundsätzlich aber auch aus umfangsverteilten Durchbrechungen bestehen. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Ejektorringe 2 bis 4 sowie die Ejektorscheibe 1 Strömungs¬ mulden 41 umfassen, weisen die Durchtrittsspalte 22D sich periodisch erweiternde und verengende Struktur auf.

Als Eintrittsdüse des Treibmediums in den Strömungska¬ nal 22 dient die ringförmige Düse 22A, welche von der Ejek¬ torscheibe 1 und dem der Ejektorscheibe 1 gegenüberliegenden zentralen Bereich der Trennwand 6 gebildet wird. Bei den einzelnen Ejektorringen 2 bis 5 dient jeweils der radial außen liegende Bereich als Diffusor 22C und der radial innen liegende Bereich des Ejektorringes als Mischzone 22B.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden axial einander gegenüberliegenden Wandungs¬ teile 22E und 22F des Strömungskanals 22 in etwa spiegelsym¬ metrischer Weise aufgebaut und mit Saugkammern versehen. In •diesem Fall erfolgt der Auslaß des Treibmediums und des zu fördernden Mediums aus dem Strömungskanal 22 nach radial außen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 sind die Ejektorringe und die Ejektorscheibe axial verstellbar. Zu diesem Zweck weisen die die Ejektorringe tragenden Trennwän¬ de 25A und 25B an ihrem dem Ejektorring gegenüberliegenden Ende einen kreisringförmigen Wandungsbereich 25D und 25E auf, welcher radial innen von je einem Rohr 32 bzw. 33 ge¬ tragen wird. Auch die Ejektorscheibe 1 wird von einem Rohr (Rohr 34) getragen und das Gehäuse 26 weist einen zentralen Rohrstutzen 35 auf. Das Rohr 34 weist auf seinem Außenumfang ein Schraubengewinde auf, welches mit einem Innengewinde korrespondiert, das an dem Rohr 32 vorgesehen ist. Das Rohr 32 trägt ebenfalls ein Außengewinde, was wiederum mit einem Innengewinde des Rohres 33 korrespondiert und das Rohr 33 trägt ein Außengewinde, welches mit einem Innengewinde des Rohrstutzens 35 korrespondiert. Auf diese Weise sind alle Rohre 32, 33, 34, 36 und der Rohrstutzen 35 und mit ihnen die von ihnen getragene Ejektorscheibe bzw. die Ejektorringe teleskopähnlich in Axialrichtung der Pumpe durch Verdrehen teleskopierbar.

In der Fig. 3 ist in der linken Bildhälfte eine Rela¬ tivposition der Ejektorringe und der Ejektorscheibe darge¬ stellt, wie sie den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 entspricht, während in der rechten Bildhälfte der Fig. 3 die Ejektorringe so verstellt sind, daß der Querschnitt des Strömungskanals 22 der radial außen hin sich stark erwei¬ tert.

Je nach Treibmedium (Gas-, Flüssigkeits- , Dampfstrahl) läßt sich der Querschnitt des Strömungskanals und damit der Durchsatz an zu förderndem Fluid und der Energieverbrauch einstellen.

Bei allen Ausführungsformen wird die zentral liegende Ejektorscheibe über den zentralen Einlaß 13 mit dem Treibme¬ dium beaufschlagt, das dann nach radial außen strömt und

hierbei Unterdrücke in unterschiedlicher Höhe - abhängig von der Geometrie der einzelnen Ejektorringe und der Ringe zu¬ einander - zwischen den einzelnen Ejektorscheiben erzeugt, wobei unterschiedliche Saugwirkungen an den Durchtrittsspal¬ ten 22D entstehen.

Im übrigen können im Rahmen der Erfindung auch Ejek- torringsegmente an Stelle vollständiger Ejektorringe verwen¬ det werden.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform einer Ejek¬ torpumpe dargestellt, bei welcher - in Strömungsrichtung ge¬ sehen - jeweils auf gleicher Höhe mit den Durchtrittsspalten 22D Strömungsleitprofile 37, 38, 39 im Strömungskanal 22 an¬ geordnet sind. Die Strömungsleitprofile 37 bis 39 weisen ei¬ nen symmetrischen, tragflügelähnlichen Querschnitt auf und sind derart orientiert, daß die runden Kopfseiten in Rich¬ tung des Ejektorpumpenzentrums weisen, d. h. dem anströmen¬ den Fluid zugewandt sind, die spitzen Schwanzseiten in Strö¬ mungsrichtung weisen. Die Strömungsleitprofile 37 bis 39 werden an vertikalen, die Radialejektorpu pe in Kreissegmen¬ te unterteilenden Trennwänden 40 gehalten. Durch den Einsatz derartiger Strömungsleitprofile 37 bis 39 bzw. Trennwände 40, die im übrigen auch einzeln eingesetzt werden können, wird das im Strömungskanal 22 befindliche Gemisch aus Treib¬ medium und zu förderndem Fluid teilweise in seiner Richtung abgelenkt, wodurch einerseits die Wirbelbildung - insbeson¬ dere in den Mischzonen 22B -, andererseits durch eine ver¬ besserte Strömung die Restenergie des Treibmediums verrin¬ gert werden kann.

Bezugszeichenliste:

1 Ejektorscheibe 26 Gehäuse

2 Ejektorring 26A Bodenteil

3 Ejektorring 26B Ejektortragteil

4 Ejektorring 26C Deckelteil

5 Ejektorring 26D Trennwand

6 Trennwand 27 Rohrstutzen

7 Vorkammer 28 Durchbrechungen

8 Rückschlagklappe 29 Durchbrechungen

9 Rückschlagklappe 30 Durchbrechungen

10 Rückschlagklappe 31 Durchbrechungen

11 Anströmkammer 32 Rohr

12 Schalldämpfer 33 Rohr

13 L.nlaß 34 Rohr

14 Auslaß 35 Rohrstutzen

14 A Bohrungen 36 Rohr

15 Saugkammer 37 Strömuπgsleitprofil

16 Saugkammer 38 Strömungsleitprofil

17 Saugkammer 39 Strömungsleitprofil

18 Saugkammer 40 Trennwand

19 Blende 41 Strömungsmulde

20 Feststoffilter 42 Unterseite

22 Strömungskanal 22A Düse

22B Mischzone

22C Diffusor

22D Durchtrittsspalt

22E Wandungsteil

22F Wandungsteil

23 Einlaß 25A Trennwand 25B Trennwand 25C Trennwand 25D Trennwand 25E Trennwand




 
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