CH668003A5

CH668003A5 - Verfahren und vorrichtung zum vermindern des gasgehaltes einer fluessigkeit.

Info

Publication number: CH668003A5
Application number: CH2165/85A
Authority: CH
Inventors: Franciscus Roffelsen
Original assignee: Spiro Research Bv
Priority date: 1984-05-24
Filing date: 1985-05-21
Publication date: 1988-11-30
Also published as: JPS60257811A; SU1484281A3; SE465808B; DE3517760A1; BE902489A; DE3419305C2; AU578470B2; GB2160440B; GB8512793D0; IT8548115A1; FR2564744B1; FI852027A0; CA1258238A; IT1182225B; SE8502437L; DK225485D0; NO168230B; DK225485A; ES543426A0; CN85103948A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermindern des Gasgehaltes einer Flüssigkeit sowie Vorrichtungen zum Durchführen dieses Verfahrens.

Flüssigkeiten sind bekanntlich in der Lage, bis zu einem von den Druck- und Temperaturbedingungen abhängigen Maximalwert Gase zu lösen. Darüber hinaus können Flüssigkeiten sehr kleine Gasblasen (Mikrobläschen) mit einer Grösse von etwa 10 bis 20 Mikrometer Durchmesser enthalten, die — ebenso wie die gelösten Gase — optisch nicht wahrgenommen werden und gemeinsam mit den gelösten Gasen den Gasgehalt einer Flüssigkeit bestimmen. Schliesslich können Flüssigkeiten sichtbare Gasblasen enthalten, die aber, anders als gelöste Gase und Mikrobläschen, selten gleichmässig in der Flüssigkeit verteilt sind und zum schnellen Akkumulieren und Aufsteigen in der Flüssigkeit neigen.

In vielen technischen Prozessen, vor allem bei Systemen mit einem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf sind Gasansammlungen in nach oben weisenden Rohrleitungsknien und vergleichbaren Hohlräumen unerwünscht, vielfach aber unvermeidbar, so dass an solchen Stellen des Kreislaufsystems Entlüftungsventile eingebaut werden, wie z.B. bei Zentralheizungsanlagen und/oder im Kraftstoffzuführsystem von Dieselmotoren. In der Regel reicht es aber nicht, das die Flüssigkeit führende Leitungssystem beim erstmaligen Befüllen gründlich zu entlüften, da während des Normalbetriebes eines solchen Systems durch Leckagen eingeschleppte Gasbläschen in langsam durchströmten Leitungsbereichen nach oben steigen und sich in den erwähnten, nach oben geschlossenen sackförmigen Hohlräumen ansammeln, so dass eine solche Anlage auch während des Betriebes von Zeit zu Zeit entlüftet werden muss. In Kreislaufsystemen mit sich ändernder Flüssigkeitstemperatur bilden sich an den wärmeren Stellen vermehrt Mikrobläschen; weitere Mikrobläschen werden durch frisch eingespeiste Flüssigkeit in das Kreislaufsystem eingebracht.

Da der Wartungsaufwand beim Lüften sehr gross ist und Kontrollen sicherheitshalber relativ oft vorzunehmen sind, sind auch schon automatisch arbeitende Entlüftungssysteme entwickelt worden. So ist z.B. aus der Deutschen Offenlegungsschrift 3 208 998 (Spirovent) ein selbsttätig arbeitendes Entlüftungssystem für Zentralheizanlagen bekannt, welches von der Flüssigkeit durchströmt wird und eine Flüssigkeitsberuhigungszone aufweist, in welcher auch Mikrobläschen aufsteigen und oberhalb einer freien Flüssigkeitsoberfläche durch ein automatisch arbeitendes Ventil in die Atmosphäre gelangen können. Durch das Entfernen von Mikrobläschen nimmt der Gasgehalt der Flüssigkeit derart ab, dass die gelöste Gasmenge den Sättigungswert spürbar unterschreitet, d.h. ungesättigte Flüssigkeit vorliegt. Ungesättigte Flüssigkeiten sind in der Lage, Gas aus gesättigten oder übersättigten Flüssigkeiten zu absorbieren und dadurch in einem Rohrleitungssystem sich befindende Gaspolster abzubauen. Solche automatischen Entlüfter arbeiten umso effektiver je

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mehr Gasbläschen die Flüssigkeit enthält und je grösser diese Bläschen sind.

Aus der Deutschen Patentschrift 1 528 885 ist eine Zentrifugalpumpe zum Entfernen von grösseren — also in aller Regel sichtbaren - Gasblasen aus hochviskosen, schlammartigen Flüssigkeiten bekannt. Hierzu sind der Saugraum einer Hauptpumpe für die Flüssigkeit und der Saugraum einer Hilfspumpe durch eine Drosselöffnung miteinander verbunden. Der durch die Drosselstelle strömende Flüssigkeitsteilstrom wird von der ebenfalls als Zentrifugalpumpe ausgeführten Hilfspumpe der Einlassseite der Hauptpumpe wieder zugeführt, während durch die Drosselöffnung in die Hilfspumpe eingetretene Gasblasen aus ihr zentral mittels Unterdruck abgesaugt werden. Dieses System nutzt die bekannte Eigenschaft der Zentrifugalpumpen aus, dass sich die sichtbaren Gasblasen aufgrund ihrer gegenüber der Dichte der Flüssigkeit erheblich geringeren Dichte im Kernbereich des Pumpenlaufrades sammeln. Dieser Effekt führt dazu, dass die von der Hilfspumpe angesaugte Flüssigkeit mit Gasblasen erheblich angereichert ist und diese Gasblasen so gross sind, dass sie sich aus dem Kernbereich des Laufrades der Hilfspumpe ohne nennenswerte Flüssigkeitsmengen absaugen lassen. Die Saugleistung der Hilfspumpe muss daher grösser als die Saugleistung der Vakuumpumpe für die Gasblasen sein. Ein solches System ist aber nicht in der Lage, den Gasgehalt der Flüssigkeit in Form von gelösten Gasen und Mikrobläschen zu vermindern, da der Dichteunterschied zwischen einer an Mikrobläschen reichen und einer an Mikrobläschen armen Flüssigkeit zu gering ist, um die Mikrobläschen durch Fliehkrafttrennung aus der Flüssigkeit zu entfernen. An eine solche Möglichkeit wird aber in der Deutschen Patentschrift offensichtlich auch nicht gedacht, da zum Verringern des Kavitationseffektes die in die Hilfspum-pe überströmende Flüssigkeit von den druckseitigen Schaufelkanten des Laufrades abgesaugt wird (aao. Spalte 5, Zeile 60 bis Spalte 6, Zeile 12).

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 305 713 ist eine Kreiselpumpe mit einer Entgasungsvorrichtung bekannt, bei der eine Teilmenge der gepumpten Flüssigkeit im Kreislauf von der Druckseite der Pumpe durch eine Gasabscheidezone zur Saugseite der Pumpe geführt wird. Mit einer solchen Kreiselpumpe ist es allerdings nicht möglich, sich in der Pumpe bildende Dampfbläschen (Mikrobläschen) aus der Flüssigkeit zu entfernen, da diese bei dem auf der Druckseite der Pumpe anstehenden Druck wieder implodieren. Zudem verhindert die hohe Geschwindigkeit des in der Entgasungskammer zirkulierenden Wassers ein Aufsteigen der Mikrobläschen, die vielmehr im Wasser verbleiben und dieses mit Luft stark anreichern. Der hohe Sättigungsgrad des Wassers schliesst damit ein Absorbieren von Gasen oder Gaspolstern aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit einem verbesserten Entgasungsvermögen für Flüssigkeiten bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Flüssigkeit von einer Kreiselpumpe gefördert, dabei ein Teilstrom der Flüssigkeit der Unterdruckseite der Pumpenflügel entnommen und unter Abtrennen feiner Gasbläschen durch eine Flüssigkeitsberuhigungszone geführt wird. Das Entnehmen umfasst hierbei jede Art und Weise, die es ermöglicht, einen Gesamt-Flüssigkeitsstrom in einen Haupt- und einen Teilstrom aufzuteilen.

Die Erfindung beruht also auf den Grundgedanken, in einem Flüssigkeitsstrom eine Vielzahl von feinen Gasbläschen — etwa in der Grösse der erwähnten Mikrobläschen — zu erzeugen, einen mit solchen Mikrobläschen angereicherten Teilstrom der Flüssigkeit der Saugseite der Kreisel-pumpenflügel zu entnehmen und nachfolgend den Teilstrom

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mittels einer an sich bekannten Flüssigkeitsberuhigungszone von den Mikrobläschen zu befreien. Die Erfindung macht sich dabei den normalerweise unerwünschten Kavitationseffekt auf der Unterdruckseite von Strömungsprofilen zunutze. Insbesondere sogenannte Kavitationskerne, z.B. in Form von in der Flüssigkeit suspendierten Verunreinigungen, bilden dabei sich rasch vergrössernde Mikrobläschen. Diese Mikrobläschen haben sich als ausserordentlich bewegungsträge gegenüber der Flüssigkeit erwiesen. Sie können z.B. nicht — wie grössere Bläschen — schnell aus der Flüssigkeit verdrängt werden, sondern werden vom Flüssigkeitsstrom mitgeschleppt.

Aus wissenschaftlichen Untersuchungen ist es bekannt, dass Kavitationsbläschen beim Verlassen der Unterdruckseite des angeströmten Profils aufgrund des zwangsläufigen Druckanstieges unter Kondensation des Flüssigkeitsdampfes wieder zusammenstürzen und dabei das bekannte rasselnde Kavitationsgeräusch erzeugen. Umso überraschender war es herauszufinden, dass die Kavitationsbläschen unter Ausnutzung ihrer Bewegungsträgheit in einem Teilstrom der Flüssigkeit konzentriert, der Gesamtflüssigkeitsmenge entnommen und in einer nachgeschalteten Flüssigkeitsberuhigungszone aus dem Teilstrom entfernt werden können, ohne vorher zu kollabieren.

Durch die erfindungsgemässe Merkmalskombination wird eine erheblich effektivere Verminderung des Gasgehaltes von Flüssigkeiten erreicht, als dies nach dem Stand der Technik bekannt war, weil erfindungsgemäss die Zahl und Grösse der in der Flüssigkeitsberuhigungszone abtrennbaren Mikrobläschen durch Erzeugen, Zusammenballen und Aufkonzentrieren — d.h. insbesondere Sammeln der Bläschen in der Mitte des Förderstromes — solcher Mikrobläschen erheblich vergrössert wird. Hierzu trägt auch die völlig neue, durch wissenschaftliche Untersuchungen belegte Erkenntnis bei, dass bedingt durch die hohen Umlaufgeschwindigkeiten der Kreiselpumpe, beispielsweise 2800 Umdrehungen/min., im Bereich von MikroSekunden liegende, kurzzeitige Druckschocks bzw. -stösse entstehen, wobei es zu einem schlagartigen Druckabfall kommt, der an der Schattenseite, d.h. unmittelbar hinter den Flügeln der Pumpe ein nahezu absolutes Vakuum bewirkt und zu kurzzeitigen Kocherscheinungen des Wassers führt.

Der schlagartige, aus dem Motorvermögen der Pumpe resultierende Druckabfall erhöht den Mikroblasengehalt des Teilstromes beim Eintritt in die Abzweigleitung um ein Vielfaches, was ausser von der Motor- bzw. Pumpenleistung weiterhin z.B. auch noch von der Form der Flügel bzw. Hilfsflügel der Pumpe sowie deren Anzahl, Abmessungen und Anordnung beeinflusst werden kann. Die im Teilstrom hinter der Pumpe somit vermehrt freigesetzten Mikrobläschen, die in dem sich am Ende der Abzweigleitung anschliessenden Entlüftergehäuse dem Teilstrom entzogen werden, setzen den Luftgehalt im Teilstrom, und — da dieser im geschlossenen System in den Hauptstrom zurückgeführt wird — die Konzentration im gesamten Umlaufsystem sehr schnell immer weiter herab, bis ein Mindestwert erreicht wird. Im Hauptstrom befindet sich dann keine freie Luft mehr, womit eine ungesättigte Flüssigkeit vorliegt, die Gase oder Gaspolster absorbieren kann.

Der Flüssigkeits-Teilstrom kann dabei entweder in die Beruhigungszone abgesaugt oder in diese injiziert werden.

Eine in einem geschlossenen Kreislauf strömende Flüssigkeit wird durch das erfindungsgemässe Verfahren besonders wirkungsvoll entgast, weil auch der die Kreiselpumpe verlassende Flüssigkeitshauptstrom gegenüber der zuströmenden Flüssigkeit einen deutlich geringeren Gasgehalt aufweist, so dass die im Kreislauf geführte Flüssigkeit zumindest nach einigen Umläufen an Gas ungesättigt und deshalb in der Lage ist, Leckgase und Gaspolster im Bereich erhöhter Flüssigkeitstemperaturen zu absorbieren.

Das Entgasungsvermögen lässt sich noch beträchtlich steigern, wenn der Teilstrom nach Passieren der Flüssigkeitsberuhigungszone erfindungsgemäss stromauf der Kreiselpumpe der übrigen Flüssigkeit wieder zugeführt wird. Auf diese Weise tragen in der Flüssigkeitsberuhigungszone nicht abgetrennte Mikrobläschen dazu bei, in der Flüssigkeit stromauf der Kreiselpumpe bereits vorhandene Mikrobläschen zu vergrössern, so dass diese nachfolgend leichter abgetrennt werden können. Natürlich ist es auch möglich, den die Flüssigkeitsberuhigungszone verlassenden Flüssigkeitsteilstrom unmittelbar in Prozessen zu verwenden, die ungesättigte Flüssigkeiten erfordern.

Das Trennen des von der Kreiselpumpe geförderten Flüssigkeitsstromes in einen an Mikrobläschen armen Hauptstrom und einen an Mikrobläschen reichen Nebenstrom (Teilstrom) wird in Weiterbildung der Erfindung dadurch verbessert, dass die Flüssigkeit vor der Kreiselpumpe in eine spiralige Rotation versetzt wird. Hierdurch sammeln sich die Mikroblasen in der Mitte des Förderstromes und verbleiben dort sogar dann, wenn der Flüssigkeitsstrom stärkere Biegungen passiert. Da auch in der Mitte des Laufrades einer Kreiselpumpe eine solche Konzentration von Mikrobläschen festgestellt wurde, wird der der Kreiselpumpe zu entnehmende Flüssigkeitsteilstrom bevorzugt aus der Mitte des Laufrades abgesaugt.

Der Flüssigkeitsteilstrom lässt sich auch von einem vom äusseren Umfang des Laufrades der Kreiselpumpe über eine Nebenleitung zur Mitte der Laufradachse beförderten Injektorstrom erzeugen. Der mit grosser Geschwindigkeit in die Laufradachse eintretende Injektorstrom reisst aus der zur Laufradachse koaxialen Ansaug- bzw. Zuführleitung ein Wasser-/Luftgemisch mit und injiziert das vermischte Wasser in die Flüssigkeitsberuhigungszone.

Die Erfindung wird hinsichtlich einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens durch eine aus einem mit Pumpenflügeln besetzten Laufrad, einem Ein-lass- sowie einem Auslassstutzen bestehende Kreiselpumpe, eine im Bereich der Laufradachse mündende Saugleitung für einen Flüssigkeitsteilstrom sowie eine der Saugleitung in einem Entlüftergehäuse nachgeordnete Flüssigkeitsberuhigungszone mit einer Auslassleitung für entgaste Flüssigkeit gelöst. Die Mündung der Saugleitung befindet sich also in dem Bereich des Pumpengehäuses, in dem das Förderfluid der geringsten Fliehkraft ausgesetzt ist. Bevorzugt ist die Kreiselpumpe mit einem im Bereich der Laufradachse mündenden Einlassstutzen ausgestattet, weil der dann in der Saugleitung erforderliche Saugdruck unter dem Saugdruck der Kreiselpumpe liegt und deshalb niedrig genug ist, um beträchtliche Flüssigkeitsmengen aus dem Unterdruckbereich der Pumpenflügel mit möglichst vielen der dort entstehenden und sich beim Eintritt in die Saugleitung bedingt durch den Druckabfall vermehrenden Mikrobläschen abzusaugen.

Wenn der entgaste Flüssigkeitsteilstrom stromauf der Kreiselpumpe in deren Zulaufleitung mündet, sollte der Mündungsbereich des Flüssigkeitsteilstromes innerhalb eines eingeschnürten Rohrbereiches der Zulaufleitung liegen, da dies eine Saugwirkung auf den entgasten Flüssigkeitsteilstrom bewirkt. Die Saugwirkung reicht in günstigen Fällen zum Ansaugen des Flüssigkeitsteilstromes aus der Kreiselpumpe aus.

Als besonders wirkungsvoll hinsichtlich der Aufkonzentrierung einer an Mikrobläschen reichen Flüssigkeitsteilmenge in der Kreiselpumpe hat sich efindungsgemäss ein solches Laufrad erwiesen, das ein axiales Ansaugrohr aufweist, welches bevorzugt radial nach innen gerichtete Flügel trägt, die

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bei rotierender Antriebswelle erhebliche Druckstösse bewirken und das Wasser sogar kurzzeitig zum Kochen bringen.

Am besten erfolgt das Absaugen des Flüssigkeitsteilstromes aus der Kreiselpumpe durch eine im Bereich des Laufrades mündende hohle Antriebswelle des Laufrades. Hierbei wird einerseits die die meisten Mikrobläschen führende Flüssigkeit abgesaugt und andererseits eine günstige Verbindung zu einer Hilfskreiselpumpe geschaffen, welche den nötigen Saugdruck für den Flüssigkeitsteilstrom erzeugt und vorteilhafterweise von der Antriebswelle der Hauptkreiselpumpe betätigt wird. Hierfür wird die rückseitige Verschlusshaube eines üblichen Antriebsmotors durch ein zweites Pumpengehäuse ersetzt. Der Flüssigkeitsteilstrom steht dann über die hohle Antriebswelle mit dem zentralen Ansaugbereich der Hilfskreiselpumpe in direkter Verbindung.

Der gesamte Flüssigkeitsteilstrom, dessen Konzentration an Mikrobläschen durch die Hilfskreiselpumpe erfindungsgemäss noch weiter erhöht wird, verlässt die Hilfskreiselpumpe durch eine radiale Verbindungsöffnung zum Einlassbereich der Flüssigkeitsberuhigungszone. Dadurch ist die Verteilung der Mikrobläschen in dem die Hilfskreiselpumpe verlassenden Flüssigkeitsteilstrom vergleichsweise homogen. Sollten jedoch — vor allem beim Inbetriebsetzen der Hauptkreiselpumpe — grössere Gasblasen als Mikrobläschen in die Hilfskreiselpumpe gelangen, wird das im oberen Bereich des Pumpengehäuses sich zwangsläufig bildende Gaspolster erfindungsgemäss durch eine obere Verbindungsöffnung der Hilfskreiselpumpe zu einem Gasraum der Flüssigkeitsberuhigungszone — gegebenenfalls mit einer einstellbaren Drossel mit vorgegebener Mindestleckrate — aus dem Pumpengehäuse ausgetrieben. Hierbei schützt ein Tropfenabweiser unterhalb der Verbindungsöffnung empfindliche mechanische Teile in der Flüssigkeitsberuhigungszone.

Die günstigsten Saugdruckverhältnisse werden dann erreicht, wenn der Laufraddurchmesser der Hilfskreiselpumpe grösser als der Laufraddurchmesser der Hauptkreiselpumpe ist.

Eine Alternativform der Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens besteht aus einem mit Pumpenflügeln und Hilfsflügeln besetzten Laufrad, einem Einlassstutzen sowie einem Auslassstutzen einer Kreiselpumpe, deren Hilfsflügel im Bereich des Einlassstutzens auf dem Laufrad radial nach aussen angeordnet und einer Nebenleitung im Pumpengehäuse zugeordnet sind, die über ein Zuführrohr mit Einspritzdüse einen Injektorstrom in eine als Venturidüse ausgebildete Kammer der Laufradachse führt, sowie einer der Saugleitung nachgeordneten Flüssigkeitsberuhigungszone mit einer Auslassleitung für entgaste Flüssigkeit. Damit lässt sich eine zusätzliche Hilfskreiselpumpe mit Laufrad vermeiden und gleichzeitig das Freisetzen von Gasen sehr viel schneller erreichen. Es stellt sich nämlich auf diese Weise auch im Teilstrom zwischen der Venturidüse und der Einspritzdüse des Zuführrohres ein schlagartiger, das Gas freisetzender Druckabfall ein. Eine weitere Luft- bzw. Gasmenge der Lösung wird sodann im Unterdruckbereich der Venturidüse freigesetzt. In der rotierenden Venturikam-mer bewirkt die Zentrifugalkraft ein weiteres Zentrieren der Gasbläschen, die der Bohrung der Antriebswelle mittig zugeführt werden.

Das Freisetzen von Mikrobläschen lässt sich bei schräg angeordneten Hilfsflügeln des Laufrades noch verstärken. Hierdurch wird nicht nur die Umlaufgeschwindigkeit im Teilstrom erhöht sondern ausserdem die Austrittsgeschwindigkeit des Injektorstroms an der Einspritzdüse des Zuführrohres, wodurch eine höhere Massenbeschleunigung erreicht wird, die den Unterdruck in der nachgeordneten Venturidüse verstärkt. Eine grössere Austrittsgeschwindigkeit verbessert weiterhin den Mitreisseffekt von gashaltigem Wasser aus dem Ansaugrohr des Laufrades. Je nach Anzahl der Hilfsflügel lassen sich abhängig von der Motordrehzahl hochfrequente, pulsierende Wassergeschwindigkeiten erzeugen, die die Venturiwirkung optimieren und ein Verschmutzen der Zuführleitungen nahezu ausschliessen. Der Injektorstrom wird von der Druckkammer im Bereich des Auslassstutzens der Kreiselpumpe in die Nebenleitung abgezogen, so dass der in der Druckkammer herrschende Überdruck die Intensität der von den Hilfsflügeln erzeugten Impulse unterstützt. Die Hilfsflügel optimieren das Beschleunigen des Injektorstroms; grundsätzlich reicht allerdings schon der zwischen dem Druck des Auslassstutzens und dem Unterdruck des Einlassstutzens herrschende Druckunterschied aus, um einen Wasserstrom aus dem Druckraum in die Nebenleitung zu drücken.

Ein Entlüftergehäuse mit einer Beruhigungszone, worunter allgemein das in eine Wasser- und eine Entgasungszone unterteilte Gehäuseinnere zum Trennen der flüssigen und gasförmigen Bestandteile der mit grosser Geschwindigkeit zugeführten Flüssigkeit verstanden wird, besteht erfindungsgemäss aus einer in einem Luftraum bzw. einer Entgasungszone des Entlüftergehäuses angeordneten Vernebelungsein-richtung, die auf einer in den Luftraum hineinragenden, hohlen Antriebswelle der Kreiselpumpe einen Flüssigkeitsverteiler mit in einer Radialebene um diesen herum positionierten Prallblechen aufweist. Der Flüssigkeitsverteiler steht hierbei vorzugsweise über Durchbrüche mit dem Hohlraum bzw. dem Kernloch der Antriebswelle in Verbindung; die hohe Antriebswelle wird hierbei stimseitig geschlossen, wenn die Durchbrüche im Wellenmantel angeordnet werden. Beim Rotieren der Antriebswelle strömt die Flüssigkeit fliehkraftbedingt und durch den Verteiler gezielt geführt nach aussen und gerät beim Austritt in den Luftraum des Entlüftergehäuses in schneller Folge in Kontakt mit den Prallblechen, die in grosser Anzahl mit geringstmöglichem Abstand vom Verteiler um diesen herum angeordnet sind. Die aus dem Verteiler austretende Flüssigkeit wird dabei von den stationären Prallblechen verkleinert und in einen Flüssigkeitsnebel verwandelt, der keinen Raum mehr für Mikrobläschen lässt.

Gegenüber bekannten Entlüftergehäusen mit einer gross-volumigen, von Wasser ausgefüllten Beruhigungszone, lässt sich erfindungsgemäss ein Entlüftergehäuse mit einer gegenüber einer mit Wasser gefüllten, schwimmergeregelten Wasserzone um ein Mehrfaches grösseren Entgasungszone ausbilden. Die Wasseroberfläche verläuft in einer Ebene unterhalb des Umlaufweges des Flüssigkeitsverteilers, so dass einerseits die aus der Lösung freigesetzten Gasanteile des Flüssigkeitsnebels aufsteigen sowie über ein von dem Schwimmer geregeltes Ventil oben am Entlüftergehäuse austreten können, und andererseits die flüssigen Bestandteile nach unten fallen und sich zum erneuten Einbringen in das Umlaufsystem im Bodenbereich des Entlüfters sammeln können.

Der Flüssigkeitsverteiler kann von umfangsverteilt auf der stirnseitig geschlossenen Antriebswelle angeordneten Röhrchen gebildet werden, die das Wasser tröpfenweise abgeben.

Der Flüssigkeitsverteiler kann auch von umfangsverteilt auf der stirnseitig geschlossenen Antriebswelle angeordneten, U-förmigen Leitungen mit kopfseitig, d.h. am Austritt der Flüssigkeit aufgeweiteten bzw. abgeflachten Bereichen gebüdet werden. Hiermit lässt sich erreichen, dass die Flüssigkeit über die Breite des aufgeweiteten bzw. abgeflachten Bereiches als dünner Film austritt, der das Entfernen der Mikrobläschen begünstigt, was mit einem umso besseren Wirkungsgrad zu erwarten ist, je dünner das Wasser als Flüssigkeitsfilm austritt.

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Zu einem dünnen Wasserfilm kann auch ein als Scheibengehäuse mit Querschlitzen im Gehäusemantel ausgebildeter Flüssigkeitsverteiler beitragen.

Bei sich vorzugsweise von innen nach aussen erweiternden Schützen, die z.B. mit einem Winkel von ca. 15° konisch verlaufen können, lässt sich aus dem Gehäuseinneren durch die Schlitze herausgeschleuderte Wasser entspannen.

Damit sich die Beschleunigung des Wassers beim Eintritt in die Schlitze optimieren lässt, kann das Scheibengehäuse vorteilhaft eine stationäre Wand mit darauf angeordneten Leitblechen aufweisen.

Um bei dem aus einer Wasserzone und einem Gasraum bestehenden Entlüftergehäuse, in dem die freigesetzten Mikrobläschen über den Gasraum in die Atmosphäre geleitet werden, eine gewünschte Ruhe bzw. Beruhigung des vernebelten Wasser-Mikrobläschengemisches zu ermöglichen und die Zeit des Aufsteigens der Mikrobläschen zu verlängern, wobei insbesondere die nicht sichtbaren Bläschen relativ langsam aufsteigen, empfiehlt es sich, den an sich bekannten Entlüfter mit einer gegenüber dem darüberliegenden Gasraum im Volumen grösseren Wasserzone zu verwenden (vgl. Fig. 2 und 3). Unabhängig von der Art des verwendeten Entlüfters wird jedoch vorgeschlagen, die Vernebelungseinrich-tung vorteilhaft in einem durch eine Zwischenwand von dem Entlüftergehäuse getrennten Prallraum anzuordnen und den Prallraum über einen Durchlass der Zwischenwand mit der Wasserzone des Entlüftergehäuses zu verbinden. Auf diese Weise gefährden mögliche Turbulenzen, die beim schlagartigen Auftreffen der Flüssigkeit auf die Prallbleche entstehen können, nicht die Beruhigung des Gemisches im Entlüfter. Vielmehr wird der Prallraum von der vernebelten Flüssigkeit ausgefüllt, die eine grosse Anzahl freigesetzter Mikrobläs-chen.enthält, so dass das Gemisch ein milchiges Aussehen annimmt. Nach dem Eintritt des Gemisches in das Entlüftergehäuse wird jegliche Bewegung bzw. Turbulenz durch die Wasserzone — gegebenenfalls unterstützt von darin angeordneten Drähten — gebremst, und die Bläschen können langsam in den Gasraum aufsteigen.

Damit das vernebelte Gemisch gezielt in die Wasserzone eintreten kann, können Leitbleche mit Abstand vom Durchlass in der Wasserzone angeordnet sein; die Leitbleche wirken sich zudem vorberuhigend auf das Gemisch aus.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Anlage zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens;

Fig. 2 eine erste Ausführung einer erfindungsgemässen Kreiselpumpe, zum Teil im Schnitt;

Fig. 3 eine zweite Ausführung einer erfindungsgemässen Kreiselpumpe, zum Teil im Schnitt;

Fig. 4 als Einzelheit ein gegenüber dem Gegenstand gemäss Fig. 3 geändertes Pumpengehäuse, im Schnitt;

Fig. 5 eine Abwicklung periodisch an einer Nebenleitung in einem Pumpengehäuse vorbeigeführter, pulsierende Flüssigkeitsfrequenzen erzeugende Hilfsflügel einer Laufradachse, schematisch dargestellt;

Fig. 6 eine Ausführung einer Kreiselpumpe gemäss Fig. 3 mit in einem Entlüftergehäuse angeordneter Vernebelungs-einrichtung;

Fig. 7 als Einzelheit das Entlüftergehäuse gemäss Fig. 2 und 3 mit in einem abgetrennten Prallraum angeordneter Vernebelungseinrichtung;

Fig. 8 eine Vernebelungseinrichtung mit einer Ausführung eines aus Röhrchen gebildeten Flüssigkeitsverteilers, in der Vorderansicht schematisch dargestellt;

Fig. 9 in der Draufsicht eine U-förmige Leitung für einen Flüssigkeitsverteiler, die in entsprechender Anzahl die Röhrchen gemäss Fig. 8 ersetzen kann;

Fig. 10 als weitere Ausführung eines Flüssigkeitsvertei-lers ein Scheibengehäuse mit Querschlitzen im Mantel, schematisch dargestellt;

Fig. 11 eine erste Ausführung eines Scheibengehäuses gemäss Fig. 10, in der Vorderansicht und im Teilschnitt dargestellt;

Fig. 12 den Gegenstand gemäss Fig. 11 in der Seitenansicht und im Teilschnitt dargestellt;

Fig. 13 eine zweite Ausführung eines Scheibengehäuses gemäss Fig. 10, in der Vorderansicht und im Teilschnitt dargestellt; und

Fig. 14 den Gegenstand gemäss Fig. 13 in der Seitenansicht und im Teilschnitt dargestellt.

Eine Kreiselpumpe 1 wälzt Flüssigkeit in einem geschlossenen Rohrleitungskreislaufsystem 2 um. Eine Hüfskreiselp-umpe 3 saugt über eine Saugleitung 4 einen im wesentlichen von der Unterdruckseite von den Pumpenflügeln 5 (Fig. 2) kommenden Flüssigkeitsteilstrom ab und fördert ihn durch eine nachgeschaltete Flüssigkeitsberuhigungszone 6, deren Auslassleitung 7 stromauf der Kreiselpumpe 1 in das Rohrleitungssystem 2 zentrisch parallel zur allgemeinen Strömungsrichtung mündet, wobei der parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtete Mündungsbereich 8 der Auslassleitung einen eingeschnürten Rohrbereich 9 des Rohrleitungssystems 2 etwa in Form einer Venturidüse bildet. Ein gewen-deltes Blech 10 stromauf der Kreiselpumpe 1 versetzt die strömende Flüssigkeit in eine spiralige Rotation, durch die sich in der Flüssigkeit enthaltene Gasbläschen in der Mitte des Flüssigkeitsstromes konzentrieren.

Die Kreiselpumpe 1 besteht gemäss Fig. 2 aus einem Motorgehäuse 11 mit einem angeflanschten Pumpengehäuse 12 an der einen Seite und einem angeflanschten Entlüftergehäuse 13 an der anderen Seite.

Die eine Überdruck- und eine Unterdruckseite aufweisenden Pumpenflügel 5 des Laufrades 14 der Kreiselpumpe 1 erzeugen bei Rotation des Laufrades einen Unterdruck im Einlassstutzen 15, aufgrund dessen ein Flüssigkeitsstrom in das Pumpengehäuse gesaugt wird.

Das Laufrad 14 weist ein axial ausgerichtetes Ansaugrohr 16 mit einer stirnseitigen Öffnung 17 für den Flüssigkeitseintritt auf und trägt auf der inneren Rohrwandung radial nach innen gerichtete, ebenfalls eine Über- und eine Unterdruckseite aufweisende Pumpenflügel 18.

Die sich in dem Flüssigkeitsstrom befindenden und an den Pumpenflügeln bildenden Gasbläschen sammeln sich spontan in dem der Laufradachse nahen Kernbereich des Laufrades und gelangen von dort durch eine zentrische Bohrung 19 des Laufrades in ein Kernloch 20 einer hohlen Antriebswelle 21, die an der Hinterseite des Motorgehäuses 11 ein Laufrad 22 einer im Entlüftergehäuse 13 angeordneten Hilfskreiselpumpe 3 trägt. Das Laufrad 22 wird zentral über das Kernloch 20 der Antriebswelle 21 mit dem aus der Kreiselpumpe 1 abgesaugten Flüssigkeitsstrom beaufschlagt; dieser wird entlang der Pumpenflügel radial nach aussen geschleudert, wobei an der Unterdruckseite der Pumpenflügel weitere Mikrobläschen entstehen. Der Durchmesser D2 des Laufrades 22 ist grösser als der Durchmesser Dl des Laufrades 14, so dass ein ausreichend hoher Unterdruck im Kernbereich des Ansaugrohres der Hauptkreiselpumpe 1 erzeugt wird.

Ein radialer Überdruckraum 23 der Hilfskreiselpumpe 3 ist über eine Verbindungsöffnung 24 mit dem Einlassbereich einer z.B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 3 208 998 bekannten Flüssigkeitsberuhigungszone 6 mit einem darüber liegenden Gasraum 25 innerhalb des Entlüftergehäuses 13

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verbunden. An sich bekannte, spiralförmig angeordnete Drähte 26 halten die Flüssigkeit in Ruhe.

Der von der Hilfskreiselpumpe 3 geförderte Flüssigkeitsteilstrom verlässt die Flüssigkeitsberuhigungszone 6 über eine bodenseitige Öffnung 27 und eine intern von dem Entlüftungsgehäuse durch das Motorgehäuse in das Pumpengehäuse 1 führende Auslassleitung in Form einer Gehäusedurchbohrung 28. Von dort gelangt der Flüssigkeitsteilstrom über die Bohrungsmündung 29 in den Flüssigkeitshauptstrom stromauf der Kreiselpumpe 1, der im Bereich der Bohrungsmündung 29 durch das gewendelte Blech 10 in schnelle, spiralige Rotation gesetzt wird.

Auf diese Weise entsteht innerhalb der Gesamtpumpe ein besonderer Flüssigkeitskreislauf, in dem Mikrobläschen an den Unterdruckseiten der Haupt- und der Hilfspumpe freigesetzt werden, welche sich innerhalb der Flüssigkeitsberuhigungszone 6 von der Flüssigkeit trennen und ansonsten wieder dem Kernbereich des Ansaugrohres 16 der Hauptpumpe zugeführt werden.

Die in der Flüssigkeitsberuhigungszone 6 in deren Gasraum 25 aufgestiegenen Gasbläschen werden von dort über ein automatisch arbeitendes, an sich bekanntes Ablassventil 30 in die Atmosphäre überführt.

Während der Inbetriebnahme der Vorrichtung können die in den Einlassstutzen 15 der Kreiselpumpe 1 eintretenden grösseren Gasblasen ebenfalls in die Hilfskreiselpumpe 3 gelangen, wo sie sich auf die Pumpenfunktion störend auswirken. Deshalb führt von dem Überdruckraum 23 der Hilfskreiselpumpe 3 eine obere Verbindungsöffnung 31 zum Gasraum 25 der Flüssigkeitsberuhigungszone 6. Der Strömungsquerschnitt der Verbindungsöffnung 31 wird über eine Stellschraube 32 kontrolliert.

Nachdem die grösseren Gasmengen aus der Hilfskreiselpumpe abgeführt worden sind, wird der Querschnitt der Verbindungsöffnung 31 soweit verkleinert, dass nur noch eine sehr kleine Restöffnung für eventuelle spätere Gasleckagen verbleibt. Ein U-förmig gebogenes Blech 33 schützt das Ablassventil 30 nach der Art eines Tropfenabweisers vor allem vor Verschmutzung.

Die Schraube 32 lässt sich so einstellen, dass eine relativ kleine stationäre Restöffnung zwischen dem Druckraum 23 und dem Gasraum 25 verbleibt, und grosse Gasblasen werden schnell hindurchfliessen. Hierbei fliesst üblich kontinuierlich gashaltiges Wasser durch die Öffnung 31 und tropft auf das Abweiserblech/-rohr 33. Dieses Gemisch aus Wasser sowie Mikrobläschen tropft dann in eine völlig beruhigte Zone. Auf diese Weise in den Gasraum 25 eintretende Mikrobläschen lassen sich in gleicher Weise über das Ventil 30 abführen, wie die über die Verbindungsöffnung 24 in den Gasraum 25 gelangten Bläschen.

Die Bohrung 19 und das Kernloch 20 des Laufrades 14 sind zum Zwecke der Reinigung über eine, z.B. durch eine Gummimembran, geschützte Revisionsöffnung 34 im Gehäuse 12 der Kreiselpumpe 1 durch koaxiale Anordnung zur Laufradachse zugänglich.

Die in Fig. 3 dargestellte Kreiselpumpe 1 stimmt hinsichtlich des Aufbaus und der Betriebsweise im wesentlichen mit der vorbeschriebenen Pumpe überein. Sie unterscheidet sich demgegenüber allerdings hinsichtlich der Art und Weise des Entnehmens des Teilstromes, wodurch insbesondere zum Erzeugen weiterer Mikrobläschen keine Hilfskreiselpumpe mehr benötigt wird. Das im Pumpengehäuse 12 umlaufende Laufrad 14 weist neben den Haupt-Pumpenflügeln 5 auf dem mit der Laufradachse identischen Absaugrohr 16 des Laufrades 14 mehrere Hilfsflügel 35 auf. Den Flügeln 35 ist in dem eine Druckkammer 36 des Auslassstutzens begrenzenden oberen Pumpengehäuse eine Nebenleitung 37 zugeordnet. Die Leitung 37 setzt sich mittels eines Zuführrohres

38 bis durch die stirnseitige Öffnung 17 des Ansaugrohres 16 fort und endet vor einer als Venturidüse 39 ausgebildeten Kammer der Laufradachse mit einer Einspritzdüse 42.

Beim Rotieren des Laufrades 14 treiben die Hilfsflügel 35 einen Injektorstrom der in der Druckkammer 36 unter Uberdruck stehenden Flüssigkeit in die Nebenleitung 37. Die Flüssigkeit strömt mit grosser Geschwindigkeit durch die Nebenleitung 37 sowie das Zuführrohr 38 und ermöglicht nach dem Austritt aus der Spritzdüse 42 und beim Eintritt in die Venturidüse bzw. -kammer 39 eine Injektionswirkung, so dass das Wasser-/Luftgemisch aus dem Rohr 16 mitgerissen und in die Venturidüse 39 injiziert wird. Von dort gelangt die Flüssigkeit über das Kernloch 20 der hohlen Antriebswelle 21 bis in einen an der Hinterseite des Motorgehäuses 11 im Entlüftergehäuse 13 angeordneten Abführkanal 23, der über eine Verbindungsöffnung 24 mit dem Einlassbereich der Flüssigkeitsberuhigungszone 6 verbunden ist.

Da hinter der Venturidüse 39 ausser einer hohen Temperatur im Teilstrom der Pumpe auch ein gewisser Unterdruck herrscht, gehen die in der Venturidüse freigesetzten Bläschen nicht mehr in Lösung über und werden, sofern sie nicht im Gasraum 25 der Flüssigkeitsberuhigungszone 6 abgefangen werden, sofort wieder über die bodenseitige Öffnung 27 und der von dem Entlüftungsgehäuse durch das Motorgehäuse in das Pumpengehäuse führenden Auslassleitung 28 in den Einlassstutzen 15 und damit im geschlossenen Kreislauf zurückgeführt.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Pumpengehäuse 12 handelt es sich um eine fertigungstechnisch abgewandelte Gussform des Gehäuses. Die Nebenleitung 37 lässt sich hierbei als horizontales Kernloch ausführen; sie erstreckt sich in der Gehäusewand parallel oberhalb der Laufradachse. Das Zuführrohr 38 ist in diesem Fall rechtwinklig umgebogen und führt den Injektorstrom von oben her zunächst durch einen vertikalen Rohrabschnitt und nach dem Umbiegen durch einen horizontalen Rohrabschnitt bis zur Venturidüse 39. Das rechtwinklige Zuführrohr 38 lässt sich mit der Nebenleitung

37 so verbinden, dass der vertikale Rohrabschnitt von oben mittig in den Einlassstutzen 15 hineinragt. Das Zuführrohr

38 quert den in den Einlassstutzen 15 einfliessenden Wasserstrom hierbei nur noch teilweise. Die schon in den Kern des Ansaugrohres 16 getriebenen freien Mikrobläschen können sich um das Zuführrohr 38 anlagern, vom Sog der mit hoher Geschwindigkeit aus der Spritzdüse 42 austretenden Flüssigkeit mitreissen und in die Venturidüse 39 injizieren lassen.

Die Fig. 5 zeigt schematisch mehrere beim Rotieren der Laufradachse an der Nebenleitung 37 vorbeigeführte Hilfsflügel 35. Unter den in Pfeilrichtung 43 umlaufenden Hilfs-flügeln 35 baut sich ein allmählich zunehmender Druck auf, der weitestgehend beim Eintreten des von den Hilfsflügeln 35 in die Nebenleitung 37 getriebenen Injektorstroms abgebaut wird. Der Injektorstrom fliesst danach mit grosser Geschwindigkeit durch die Leitungen 37, 38 und tritt anschliessend mit grosser Geschwindigkeit aus der hier nicht dargestellten Düse 42 (Fig. 3,4) aus. Die Anzahl der auf diese Weise periodisch erzeugten pulsierenden Frequenzen hängt ausser von der Motordrehzahl der Pumpe gleichermassen von der Zahl der Hilfsflügel 35 ab.

Die in Fig. 6 mit einer Kreiselpumpe 1 gemäss Fig. 3 dargestellte Vernebelungseinrichtung 44 weist einen Flüssigkeitsverteiler 45 auf, der gemäss Fig. 7 aus einer Vielzahl von umfangsverteilt auf der Antriebswelle 21 angeordneten Röhrchen 46 besteht, an deren Stelle auch die in Fig. 8 dargestellten U-förmigen Leitungen 47 eingesetzt werden können; alternativ lässt sich ein in Fig. 9 dargestelltes Scheibengehäuse 48 mit Querschlitzen 49 im Gehäusemantel 50 verwenden.

5

10

15

20

25

30

35

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45

50

55

60

65

668 003

8

Der Hohlraum bzw. das Kernloch 20 der Antriebswelle 21 steht über Durchbrüche 51 mit dem Flüssigkeitsverteiler 45 in Verbindung, so dass beim Rotieren der Antriebswelle 21 die Flüssigkeit des Kernloches 20 bedingt durch die Zentrifugalkraft in den Verteiler 45 gelangt. Während die Flüssigkeit bei einem aus Röhrchen 46 gebildeten Verteiler 45 tröpfchenweise austritt, erzeugen sowohl die Querschlitze 49 des Scheibengehäuses 48, das gegebenenfalls auch ein geschlossenes Laufrad sein kann, als auch die U-förmigen Leitungen 47 einen dünnen Flüssigkeitsfilm, wozu die Leitungen 47 kopfseitige, d.h. am Austrittsende der Flüssigkeit, aufgeweitete bzw. abgeflachte Bereiche 52 aufweisen.

In einer Radialebene um den Flüssigkeitsverteiler 45 herum sind mehrere mit Abstand voneinander positionierte, an der Rückwand 53 des Motorgehäuses 11 stationär angebrachte Prallbleche 54 angeordnet. Die aus dem mit grosser Geschwindigkeit rotierenden Flüssigkeitsverteiler 45 herausgeschleuderte Flüssigkeit trifft in schneller Folge auf die in weitestgehender Nähe mit dem Kopfende des Flüssigkeitsverteilers 45 angebrachten Prallbleche 54 und wird von diesen in feinste Bestandteile vernebelt, wobei die von der Flüssigkeit zuvor eingeschlossenen Mikrobläschen zerschlagen werden.

Das in den Fig. 10 und 11 dargestellte Scheibengehäuse 48 wird mit einer Nabe 61 auf das Ende der Antriebswelle gesteckt. Die über die hohle Antriebswelle gemäss Pfeil 62 in den Hohlraum des Gehäuses 48 eintretende Flüssigkeit verteilt sich, wie in Fig. 10 mit Pfeilen 63 dargestellt, beim Rotieren des Gehäuses in Pfeilrichtung 64 radial nach aussen und gelangt in die im Mantel 50 umfangsverteilt angeordneten Schlitze 49. Beim Eintritt in die Schlitze kommt es zu einer plötzlichen Beschleunigung des Wassers, die einen grossen Unterdruck hervorruft und kurzzeitige Kocherscheinungen des Wassers bewirkt, wodurch sich zahlreiche Mikrobläschen bilden. Das Wasser entspannt sich in den sich von innen nach aussen mit einem Winkel 65 von ca. 15° erweiternden Schlitzen 49; beim Herausschleudern trifft das Wasser dami auf die Prallbleche 54, die die Flüssigkeit vernebeln und die Mikrobläschen freisetzen.

Bei dem in den Fig. 12 und 13 dargestellten Gehäuse 48 ist die rückwärtige, d.h. die der Pumpe zugewandte Wand 66 stationär festgelegt und weist daran angeordnete Leitbleche 67 auf, während die gegenüberliegende Wand 68 mit der Antriebswelle 21 rotiert. Die Leitbleche 67 führen die Flüssigkeit gemäss den Pfeilen 69 gezielt in die Schlitze 49, in denen das Wasser unter der Wirkung eines sehr grossen Druckabfalls steht und tangential in Pfeilrichtung 70 beschleunigt wird.

Das in Fig. 6 dargestellte Entlüftergehäuse 13 weist eine grosse Entgasungszone bzw. einen Luftraum 55 und eine demgegenüber sehr viel kleinere Wasserzone 56 auf. Die Entgasungszone 55 muss zumindest eine dem Durchmesser des Flüssigkeitsverteilers 45 einschliesslich der um diesen herum angeordneten Prallbleche 54 entsprechende Höhe aufweisen. Die Wasseroberfläche 57 wird von einem Schwimmer 58 in einer konstanten Lage gehalten, der mit einem an sich bekannten Ablassventil 30 über ein Gestänge 58 zusammenwirkt. Die gasförmigen Bestandteile des erzeugten Flüssigkeitsnebels werden über das automatisch arbeitende Ablassventil 30 in die Atmosphäre überführt.

Die flüssigen Bestandteile fallen hingegen herab und sammeln sich in der Wasserzone 56. Das ungesättigte, d.h. von Lufteinschlüssen befreite und damit zum Absorbieren von im Umlaufsystem noch vorhandenen Leckgassen und Gaspolstern fähige Wasser strömt über eine bodenseitige Öffnung 60 des Entlüftergehäuses 13 in eine von dem Entlüftergehäuse durch das Motorgehäuse 11 in das Pumpengehäuse 1 führende Auslassleitung in Form einer Gehäusedurchbohrung 28. Von dort gelangt der Flüssigkeitsstrom über eine Bohrungsmündung 29 in den Flüssigkeitshauptstrom stromauf der Kreiselpumpe 1, der im Bereich der Bohrungsmündung 29 durch das gewendelte Blech 10 in schnelle, spiralige Rotation gesetzt wird. Aus diesem Strom wird dann erneut ein Teilstrom abgenommen und über die Abzweigleitung geführt.

Bei der Ausführung gemäss Fig. 7 ist das Entlüftergehäuse 13 durch eine Zwischenwand 71 von einem Prallraum 72 getrennt, der die Vernebelungseinrichtung 44 aufnimmt. Die Vernebelungseinrichtung 44 besteht aus einer mit der Antriebswelle 21 rotierenden Scheibe 73 mit einem umlaufenden, die Querschlitze 49 aufweisenden Aussenkragen 74. Der Aussenkragen 74 erstreckt sich in Richtung auf das Entlüftergehäuse 13 und endet vor einer stationären Scheibe 75, wobei von den Scheiben 73, 75 und dem Kragen 74 ein Hohlraum 76 für die über die Bohrung 20 der Antriebswelle 21 zuströmende Flüssigkeit eingeschlossen wird; die Prallbleche 54 sind an der stationären Scheibe 75 um den Kragen 74 herum angeordnet. Der Prallraum 72 wird von dem vernebelten Flüssigkeitsgemisch ausgefüllt, das über einen Durchlass 77, beispielsweise eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen, der Zwischenwand 71 in den Entlüfter 13 eintritt und dabei von Leitblechen 78 des Entlüfters 13 geführt wird. Der Entlüfter 13 entspricht in diesem Beispiel dem bekannten, in den Fig. 2 und 3 dargestellten Luftabscheider.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

668003 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Vermindern des Gasgehaltes einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit von einer Kreiselpumpe gefördert, dabei ein Teilstrom der Flüssigkeit der Unterdruckseite der Pumpenflügel entnommen und unter Abtrennen feiner Gasblasen durch eine Flüs-sigkeitsberuhigungszone geführt wird.

2

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeits-Teilstrom in die Beruhigungszone abgesaugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeits-Teilstrom in die Beruhigungszone mit grosser Geschwindigkeit injiziert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf strömt.

5

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom stromauf der Kreiselpumpe der übrigen Flüssigkeit wieder zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Haupt- und Teilstrom vor der Kreiselpumpe in spiralige Rotation versetzt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2, oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom aus der Mitte des Laufrades der Kreiselpumpe abgesaugt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3, oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom von einem vom äusseren Umfang des Laufrades der Kreiselpumpe über eine Nebenleitung zur Mitte der Laufradachse beförderten Injektionsstrom erzeugt wird.

9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine aus einem mit Pumpenflügeln (5,18) besetzten Laufrad (14), einem Einlassstutzen (15) sowie einem Auslassstutzen bestehende Kreiselpumpe (1), eine im Bereich der Laufradachse mündende Saugleitung (4; 19,20) für einen Flüssigkeitsteilstrom sowie eine der Saugleitung (4) nachgeordnete Flüssigkeitsberuhigungszone (6) mit einer Auslassleitung (7; 27,28) für entgaste Flüssigkeit.

10

10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine aus einem mit Pum-penflügeln (5,18) und Hilfsflügeln (35) besetzten Laufrad (14), einem Einlassstutzen (15) sowie einem Auslassstutzen bestehende Kreiselpumpe (1), deren Hilfsflügel (35) im Bereich des Einlassstutzens (15) auf dem Laufrad (14) radial nach aussen angeordnet und einer Nebenleitung (37) im Pumpengehäuse (12) zugeordnet sind, die über ein Zuführrohr (38) mit Einspritzdüse (42) den Injektionsstrom in eine als Venturidüse (39) ausgebildete Kammer der Laufradachse führt, sowie eine der Saugleitung (4) nachgeordnete Flüssigkeitsberuhigungszone (6) mit eine Auslassleitung (7; 27,28) für entgaste Flüssigkeit.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassleitung (7; 27,28) stromauf der Kreiselpumpe (1) mündet.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassleitung (7; 27,28) in einem eingeschnürten Rohrbereich (9) mündet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (14) ein axiales Ansaugrohr (16) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (16) radial nach innen gerichtete Pumpenflügel (18) trägt.

15

15, gekennzeichnet durch eine mit dem Laufrad (14) koaxial angetriebene, von dem Flüssigkeitsteilstrom beaufschlagte Hilfskreiselpumpe (3), deren Laufrad (22) einen grösseren Durchmesser als das Laufrad (14) der Kreiselpumpe (1) aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 11 bis 14, gekennzeichnet durch eine im Bereich der Laufradachse mündende hohle Antriebswelle (21) des Laufrades (14).

16, gekennzeichnet durch eine mit dem Flüssigkeitsteilstrom beaufschlagte Hilfskreiselpumpe (3) mit einer radialen Verbindungsöffnung (24) zum Einlassbereich der Flüssigkeitsberuhigungszone (6).

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 11 bis

17, gekennzeichnet durch eine obere Verbindungsöffnung (31) der Hilfskreiselpumpe zu einem Gasraum (25) der Flüssigkeitsberuhigungszone (6).

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 11 bis

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 11 bis

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Tropfenabweiser (33) in der Flüssigkeitsberuhigungszone (6) unterhalb der Verbindungsöffnung (31).

20

20. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Verbindungsöffnung (24) zum Einlassbereich der Flüssigkeitsberuhigungszone (6).

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (10) zum spiraligen Rotieren der Flüssigkeit stromauf der Kreiselpumpe (1).

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 21, gekennzeichnet durch eine koaxial zu der Laufradachse angeordnete Revisionsöffnung (34) an der Saugseite in dem Gehäuse (12) der Kreiselpumpe (1).

23. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch schräg angeordnete Hilfsflügel (35).

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16 oder 21 bis 23, gekennzeichnet durch eine in einem Luftraum bzw. einer Entgasungszone (55) des Entlüftergehäuses (13) angeordnete Vernebelungseinrichtung (44), die auf einer in den Luftraum (55) hineinragenden, hohlen Antriebswelle (21) der Kreiselpumpe (1) einen Flüssigkeitsverteiler (45) mit in einer Radialebene um diesen herum positionierten Prallblechen (54) aufweist.

25

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsverteiler (45) über Durchbrüche (51) mit dem Hohlraum bzw. dem Kernloch (20) der Antriebswelle (21) in Verbindung steht.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsverteiler (45) aus um-fangsverteilt auf der stirnseitig geschlossenen Antriebswelle (21) angeordneten Röhrchen (46) besteht.

27. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, gekennzeichnet durch einen Flüssigkeitsverteiler (45), der aus umfangs-verteilt auf der stirnseitig geschlossenen Antriebswelle (21) angeordneten, U-förmigen Leitungen (47) mit kopfseitig, d.h. am Austritt der Flüssigkeit aufgeweiteten bzw. abgeflachten Bereichen (52) besteht.

28. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, gekennzeichnet durch einen als Scheibengehäuse (48) mit Querschlitzen (49) im Gehäusemantel (50) ausgebildeten Flüssigkeitsverteiler (45).

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch sich von innen nach aussen erweiternde Schlitze (49).

30

35

40

45

50

55

60

65

30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibengehäuse (48) eine stationäre Wand (66) mit darauf angeordneten Leitblechen (67) aufweist.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 30, gekennzeichnet durch ein Entlüftergehäuse (13) mit einer gegenüber einer mit Wasser gefüllten, schwimmergeregelten Wasserzone (56) um ein Mehrfaches grösseren Entgasungszone (55).

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Vernebelungseinrichtung (44) in einem durch eine Zwischenwand (71) von dem Entlüftergehäuse (13) getrennten Prallraum (72) angeordnet und der Prallraum (72) über einen Durchlass (77) der Zwischenwand (71) mit der Wasserzone (56; 6) des Entlüftergehäuses (13) verbunden ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch mit Abstand vom Durchlass (77) in der Wasserzone (56) angeordnete Leitbleche (78).