SE464319B - Vaetskedriven straalpump - Google Patents

Description

20 25 30 35 464 319 2 I nämnda syfte föreslås enligt uppfinningen att vid en strål- pump av det inledningsvis angivna slaget förhållandet mellan munstyckets och utloppsdelens minsta tvärsektionsareor samt avståndet mellan munstyckets mynning och avloppsrummet är så inbördes avpassade, att hela diffuseringsprocessen eller åtminstone den helt övervägande delen därav sker medelst ett flertal i avloppsrummet belägna och av vätskan genom- flutna nät, att utloppsdelens minsta tvärsektionsarea är 1,4 - 4,8 gånger större än munstyckets mynningsarea och att avloppsmynningens mynningsarea är 15 - 45 gånger större än munstyckets mynningsarea. En sådan strålpump kan ges så ringa längd och ger vare sig dess evakueringsledning står i kommunikation med omgivningen eller är ansluten till ett kärl el.dyl. som skall evakueras, en så mjuk och samlad vätskestråle, att den utan olägenhet kan vara permanent anbragt på t.ex. en konventionell kranarmatur för laboratorie- eller köksbruk.

Med speciell fördel är utloppsdelens minsta tvärsektionsarea 2 - 3 gånger större än munstycksmynningsarean, har en i avloppsrummet på uppströmssidan av näten belägen hålskiva en total hålarea, som är 5 - 15 gånger större än munstycks- 8 - 16, gånger större än munstycksmynningsarean samt är avlopps- arean, är nätens öppna area 6 - 20, företrädesvis mynningsarean 20 - 40 gånger större än munstycksmynningsarean.

Avståndet mellan munstycksmynningen och avloppsmynningen understiger lämpligen sex gånger kvadratroten ur avlopps- mynningens area.

Ytterligare för uppfinningen utmärkande drag och fördelar anges i underkraven samt framgår av efterföljande beskriv- ning av två på bifogade ritning visade, blott såsom exem- pel valda utföringsformer av uppfinningen.

Fig. 1 är en axialsektionsvy av en första utföringsform av den vätskedrivna strålpumpen enligt uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 464 319 Fig. 2 är en axialsektionsvy av en andra utföringsform av den vätskedrivna strålpumpen enligt uppfinningen.

Fig. 3 är ett diagram, som åskådliggör den vid strålpumpen enligt fig. 1 eller 2 med ett visst vattentryck uppnåbara vakuumnivån vid olika areaförhållanden mellan utloppsdelens minsta tvärsektion och mun- stycksmynningen.

Fig. 4 visar variationen i gasflödet genom strålpumpen enligt fig. 1 eller 2 vid de olika areaförhållandena enligt fig. 3.

På ritningen är överensstämmande eller väsentligen över- ensstämmande detaljer âsatta samma hänvisningsbeteckningar i de båda figurerna.

Den i fig. 1 visade strålpumpen innefattar en cylindrisk pumpkropp 1 av plast eller metall med en gängad axiell borr- ning 2 resp. 3 i de motsatta ändarna. Borrningen 2 ansluter sig via en ringformig avsats 4 till en kammare, som om- fattar en övre cylindrisk del 5, vilken via en ringformig avsats 6 ansluter sig till en cirkulär tvärsektion upp- visande undre del 7, varvid kammardelen 7 avsmalnar i rikt- ning mot och mynnar centralt i borrningens 3 botten 8.

I en pumpkroppen 1 i nivå med kammardelen 5 radiellt genom- gående och således i denna del 5 mynnande borrning 9 är in- fört ett rör 10, vars utanför kroppen belägna del är avsedd att anslutas till ett icke visat utrymme, varur luft eller annan gas skall utsugas.

Borrningen 2 med tillhörande gänga är avpassad för att pas- sa till en utvändigt gängad utloppsände hos t.ex. en kon- ventionell vattenledningskran (icke visad). Mot avsatsen 4 vilar en ringformig fläns på ett munstycke ll med en en- da central munstyckskanal 12, vilken avsmalnar i den av- sedda genomströmningsriktningen och mynnar i kammardelen 5. På munstycksflänsen vilar en tätningsring 13 för tätan- de anslutning av strålpumpen till vattenledningskranen eller någon annan lämplig drivvätskekälla. 10 15 20 25 30 35 464 319 I borrningen 3 är inskruvat ett av en hålskiva 14, ett fler- tal nät 15 och en väsentligen rörformig hållare 16 bildat fördelarelement för fördelning av den strålpumpen genom- strömmande vätskan över den av hàllarens 16 nedströmsände bildade stràlpumpavloppsmynningen 17, som avgränsas av en liten inåtriktad krage 18 på hàllaren 16. På denna krage 18 vilar näten 15, medan hålplattan vilar på en avsats 19 på hàllarens 16 insida. Hàllaren 16 anligger mot avsatsen 8 via en tätningsring 21. Avsatsen 8 och hållaren 16 om- sluter ett avloppsrum 22 med en relativt utloppsdelen 7 abrupt ökad tvärsektionsarea. I hålplattan 14 upptagna hål, som exempelvis kan vara cirkelbågformiga, är betecknade med 23, medan 24 betecknar en på hálplattan 14 anordnad, väsentligen konisk och mot utloppsdelen 7 vettande för- delningskropp med en basyta av samma storleksordning som utloppsdelens 7 minsta tvärsektionsarea. Hålplattan 14 har en tjocklek, som är minst lika stor som de däri ut- formade hålens 23 minsta tvärmått. Uppbyggnaden av strål- pumpen är symmetrisk kring kroppens 1 längdaxel 25, så att borrningarna 2, 3, munstyckskanalen 12, kammardelarna 5, 7 samt avloppsrummet 22 med tillhörande avloppsmynning 17 är inbördes koaxiella.

Med den av borrningen 9 och röret 10 bildade evakuerings- ledningen är samordnad en backventil 26, som förhindrar utträngning av drivvätska genom ledningen 9, 10. Denna back- ventil 26 utgöres i det visade exemplet av ett i kammarde- len 5 beläget, evakueringsledningens 9, 10 inmynningsände täckande ventilorgan av skivformigt material, exempelvis gummi eller en elastisk plast, vilket ventilorgan är anordnat att vid förekomst av undertryck i kammardelen 5 avlägsnas från och frilägga ledningens 9, 10 inmynningsände. Mera spe- ciellt består ventilorganet 26 av ett slangformigt element som anligger mot den cylindriska kammardelens 5 runtomgående vägg och vilar på avsatsen 6 mellan kammardelen 5 och ut- loppsdelen 7. Elementets 26 båda ändar är försedda med urtag 27, så att elementändarna vilar mot avsatsen 6 resp. 10 15 20 25 30 35 464 319 berör munstycksflänsen utefter endast delar av sin omkrets.

Denna utformning underlättar passage av luft in i kammar- delen 5 genom evakueringsledningen 9, 10 vid undertryck i kammardelen 5.

Vid användning av strålpumpen enligt fig. 1 anslutes strålpum- pen till en drivvätskekälla, t.ex. en vattenkran, och spolas drivvätska genom pumpen. Därvid accelereras vätskan i mun- styckskanalen 12 och passerar i form av en stråle med hög hastighet genom den av delarna 5, 7 bestående pumpkammaren.

Pumpkammarens utloppsdel 7 har därvid en minsta tvärsektions- area, som är 1,4 - 4,8 och företrädesvis 2 - 3 gånger större än munstyckskanalens 12 minsta tvärsektionsarea, så att den ur munstycket 11 utträdande strålen efter passage genom kam- mardelen 5 passerar tätt intill men ur kontakt med utlopps- delens 7 vägg, även där denna del 7 har sin minsta tvärsek- tionsarea. Strålen medrycker därvid i pumpkammaren 5, 7 förekommande gas, så att ett högt vakuum uppstår i pump- kammaren 5, 7 och i evakueringsledningen 9, 10, vilket med- för att gas insuges i pumpen genom ledning 9, 10 och avgår ur kammaren 5, 7 tillsammans med den kammaren genomström- mande strålen. Drivvätskestrâlen jämte den medryckta gasen passerar från utloppsdelen 7 in i den av avloppsrummet 22 bildade, abrupt vidgade delen, vari vätskestrålen träffar den koniska fördelningskroppen 24 och under hastighets- sänkning med motsvarande tryckökning utbredes och fördelas över hålplattan 14. Vätskan med medryckt gas passerar ge- nom hålen 23 och näten 15, i vilka nät den helt övervägande delen av diffuseringsprocessen sker, under ytterligare för- delning ößrpumptvärsektionen, innan den slutligen avgår i form av en homogen, gasbemängd, mjuk och avloppsmynningens 17 hela tvärsektion utfyllande stråle. Ett flertal, t.ex. 4 - 10, finmaskiga nät 15 kan vara anordnade, varvid näten i det mynningen 17 täckande området skall ha en total öppen area, som lämpligen är ”6 - 20, företrädesvis ¶8 - 16, gånger större än munstyckskanalens 12 minsta eller strål- diameterbestämmande area. Avloppsmynningens 17 area skall 10 15 20 25 30 35 464 319 6 överstiga nämnda näts 15 öppna area och vara 15 - 45, företrädesvis 20 - 40 gånger större än munstyckskanalens 12 minsta area, dvs. i normalfallet munstycksmynningsarean.

Hålskivan 14 har med fördel en hålarea, som är 5 - 15 gånger större än kanalens 12 minsta area. Med föredragna areaförhållanden erhålles vid normalt förekommande vatten- ledningstryck och kallvattentemperatur 95 % eller mer vakuum i pumpkammaren 5, 7. Med fördel väljes avståndet mellan munstyckets 11 mynning och avloppsmynningen 17 så, att det understiger sex gånger kvadratroten ur avloppsmynningens area, varigenom en kort strålpump, som utan vidare kan kvarlämnas på t.ex. en vattenledningskran och därvid tjänar som ett lufttillsättningsdon, när den icke utnyttjas för evakuerings- ändamål.

Vid strålpumpen enligt fig. 2 har hänvisningsbeteckningar- na 1 - 10, 14 - 19 och 21 - 27 samma betydelse som i fig. 1.

Strålpumpen enligt fig. 2 skiljer sig från pumpen enligt fig. väsentligen endast därigenom, att det med en ringformig fläns på avsatsen 4 vilande munstycket ll' är försett med ett fler- tal munstyckskanaler 12'. Dessa kanaler 12' är på det med kanalaxlarna 28 antydda sättet riktade väsentligen mot en och samma punkt, så att de från dem avgående strålarna kom- mer att förenas i pumpkammarens utloppsdel 7. Genom använd- ningen av flera strålar erhålles ökad kontaktyta mellan drivvätskan och i pumpkammaren 5, 7 förefintlig gas med högre verkningsgrad som följd.

Fig. 3 visar den vakuumnivå, uttryckt i procent av absolut vakuum, som erhålles vid olika förhållanden mellan utlopps- delens 7 minsta tvärsektionsarea och munstyckets 11 eller 11' mynningsarea vid en vattendriven strålpump väsentligen enligt fig. 1 eller 2 och vid ett vattentryck av ca 300 kPa.

Man ser att allra kraftigast vakuum, dvs i detta fall den mot vattnets ångtryck vid rådande temperaturer svarande, uppnås vid ett areaförhållande mellan 1,4 och 2,6. Fig. 4 visar gas- I? Il 10 464 319 flödet genom evakueringsledningen 10 vid olika areaför- hållanden enligt ovan med evakueringsledningen öppen mot atmosfären, som således kan anses ha 0 % vakuum. Såsom synes, ökar gasflödet upp till ett areaförhállande av ca 4,8 för att därefter åter minska. Med hänsyn tagen både till möjlig vakuumnivån och gasflödet är ett areaförhâllande av ca 2 - 3 optimalt.

Uppfinningen är icke begränsad till de ovan beskrivna och på ritningen visade utföringsformerna utan kan realiseras på godtyckligt sätt inom ramen för den i patentkraven defi- nierade uppfinningstanken.

Claims (6)

464 319 " 8 10 15 20 25 30 35 Éatentkrav

1. Vätskedriven strålpump, innefattande ett för accelera- tion av drivvätskan avsett munstycke (ll; ll'), som myn- nar i en pumpkammare (5, 7) med en väsentligen koaxiellt med accelerationsmunstycket anordnad utloppsdel (7), varvid munstyckets mynningsarea understiger utloppsdelens minsta tvärsektionsarea, en i pumpkammaren (5, 7) in- mynnande evakueringsledning (9, 10), avsedd att anslutas till ett utrymme som skall evakueras, varvid pumpkammar- utloppsdelen (7) mynnar ut i ett väsentligen koaxiellt an- ordnat avloppsrum (22) med en relativt utloppsdelen abrupt ökad tvärsektionsarea, som mätt vinkelrätt mot utloppsdelens axialriktning är avsevärt större än nämnda utloppsdelsarea, och med strålformen bestämmande avloppsmynning (17), k ä n - n e t e c kvn a d av den kombinationen att förhållandet mellan munstyckets (ll; ll') och utloppsdelens (7) minsta tvärsektionsareor samt avståndet mellan munstyckets (ll; ll') mynning och avloppsrummet (22) är så inbördes avpassade, att hela diffuseringsprocessen eller åtminstone den helt övervägande delen därav sker medelst ett flertal i avlopps- rummet (22) belägna och av vätskan genomflutna nät (15), att utloppsdelens (7) minsta tvärsektionsarea, för att den ur munstycket utträdande strålen under passagen genom pump- kammaren (5, 7) skall passera tätt intill men ur kontakt med utloppsdelens (7) vägg, är 1,4 - 4,8 gånger större än munstyckets (ll; ll') mynningsarea och att avloppsmynningens (17) mynningsarea är 15 - 45 gånger större än munstyckets (ll; ll') mynningsarea.

2. Strålpump enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att utloppsdelens (7) minsta tvärsektionsarea är 2 - 3 gånger större än munstycksmynningsarean, av att en i avloppsrummet (22) på uppströmssidan av näten (15) belägen hålskiva (14) har en total hålarea, som är 5 - 15 gånger större än munstycksarean, av att nätens öppna area är 6 - 20, företrädesvis 8 - 16, gånger Ip: 10 15 20 25 m9 464 319 -större än munstycksmynningsarean samt av att avlopps- mynningsarean är 20 - 40 gånger större än munstycks- mynningsarean.

3. Strålpump enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att hålskivan (14) har en tjocklek, som är minst lika stor som de däri utformade hålens (23) minsta tvärmâtt.

4. Strålpump enligt något av krav 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a d av att avståndet mellan munstycksmynningen och avloppsmynningen understiger sex gånger kvadratroten av avloppsmynningens area.

5. Strålpump enligt något av krav 1 - 4, k ä n n e - t e c k n a d flertal väsentligen mot en och samma punkt i pumpkammar- av att munstycket (ll') är försett med ett utlpppsområdet riktade munstyckskanaler (12').

6. Strålpump enligt något av krav l - 5, k ä n n e - t e c k n a d fattar en uppströms mot utloppsdelen (7) vettande, väsent- av att fördelningsorganen (14, 15, 16) inne- ligen konisk fördelningskropp (24) med en basyta av samma storleksordning_som nämnda utloppsdelsarea för väsentligen jämn fördelning av den till avloppsrummet (22) ankommande vätskan över hålskivan (14) resp. näten (15).