减少液体中气体含量的方法和装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN85103948

申请日:

1985.05.22

公开号:

CN85103948A

公开日:

1987.01.14

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(专利权有效期届满)申请日:1985.5.22公告日:1990.1.17|||授权|||审定||||||公开

IPC分类号:

B01D19/00; F04D1/00

主分类号:

B01D19/00; F04D1/00

申请人:

螺旋体研究有限公司

发明人:

弗朗西斯卡斯·罗菲尔森

地址:

荷兰下兰德5700AE海尔豪德1e印杜马韦格

优先权:

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利代理部

代理人:

石小梅;王彦斌

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内容摘要

通过本发明所述的从液体中减少气体的方法,可得到更好的脱气效果;液体由离心泵(主离心泵)进行输送,从泵翼的低压端分出一个支流,而在液体静止区进行小气泡的分离。在进入离心泵前,液体的主流和支流都处于螺旋式的运动中。

权利要求书

1: 一种减少液体中气体含量的方法,其特征在于:液体由离心泵进行输送,在泵翼的低压端分出一个支流,在液体静止区进行小气泡的分离。
2: 按照权项1所述的方法,其特征在于:液体的支流被吸入到静止区。
3: 按照权项1所述的方法,其特征在于:液传支流以很高的速度注入到静止区。
4: 按照权项1至3中的任意一个或多个要求所述的方法,其特征在于:液体在一封闭循环中流动。
5: 按照权项1至4中的任意一个或多个要求所述的方法,其特征在于:支流被重新输入到进入离心泵前的液体中。
6: 按照权项1至5中的任意一个或多个要求所述的方法,其特征在于:离心泵前的主流和支流将处于螺旋旋转中。
7: 按照权利要求1或2以及4至6中的任意一个或多个要求所述的方法,其特征在于:主离心泵叶轮中部的支流将被吸走。
8: 按照权利要求1或3以及4至6中的任意一个或多个要求所述的方法,其特征在于:支流可以从主离心泵叶轮的最外围通过侧线管道输入到叶轮轴中心的注入流而产生。
9: 按照实施权利要求1所述方法的装置,其特征在于:一个有带有泵翼(5,18)的叶轮(14),以及输入和输出接头(15)的离心泵(1);一个用于液体支流的,在叶轮轴处的汇合吸入管道(4,9,20)以及一个用于脱气液体的在液体静止区(6)之后的带有输出管道(7;27,28)的吸入管道。
10: 按照实施权利要求1所述方法的装置,其特征在于:一个有 带有泵翼(5、18)和辅助翼(35)的叶轮(14),以及输入和输出接头的离心泵(1);离心泵的辅助翼(35)是在叶轮(14)的输入接头处(15)沿径向朝外安装的,在泵室(12)上装有侧线管道(37),侧线管道经过带有注射喷咀(42)的输入管(38)将注射流注入到作为文丘里喷咀(39)而建立的叶轮轴的腔中,以及一个用于脱气液体的在液体静止区(6)之后带有输出管道(7;27,28)的吸入管道。
11: 根据权项9或10而构制的装置,其特征在于:输出管道(7;27,28)通到离心泵(1)之前面。
12: 根据权项9至11中的任意一个或多个要求而构制的装置中,其特征在于:输出管道(7;27,28)在一个变窄了的管道处(9)汇合。
13: 根据权项9至12中的任意一个或多个要求所构制的装置中,其特征在于:叶轮(14)具有一个轴向的吸入管(16)。
14: 根据权项13所构制的装置中,其特征在于:吸入管(16)带有沿径向向内的泵翼(18)。
15: 根据权项9和11至14中任意一个或多个要求而构制的装置中,其特征在于:在叶轮轴处有一个叶轮(14)的空心传动轴(21)。
16: 根据权项9和11至15中的任意一个或多个要求而构制的装置中,其特征在于:由叶轮轴(14)同轴驱动、并被液体支流冲击的辅助泵(3)的叶轮(22)的直径,比离心泵(1)的叶轮(14)的直径要大。
17: 根据权项9和11至16中的任意一个或多个要求而构制的装置中,其特征在于:载有液体支流的辅助泵(3)由一个园形的连接孔(24)与液体静止区(6)的辅入区相连通。
18: 根据权项9和11至17中的任意一个或多个要求而构制的装置中,其特征在于:辅助泵由一个上部的连接孔(31)与液体静止区(6)的气室(25)相通。
19: 根据权项18而构制的装置中,其特征在于:在液体静止区(6),连接孔(31)的下部有一个液滴偏转器(33)。
20: 根据权项10而构制的装置中,其特征在于:液体静止区(6)的输入处有一连接孔(24)。
21: 根据权项9至20中的任意一个或多个要求而构制的装置中,其特征在于:在离心泵(1)之前设有产生液体的螺旋转动的装置(10)。
22: 根据权项9至21中的任意一个或多个要求而构制的装置中,其特征在于:在离心泵(1)的泵室(12)吸入端有一个与叶轮轴同轴的上釉孔(34)。
23: 根据权项10所构制的装置中,其特征在于:有倾斜安装的辅助翼片(35)。
24: 根据权项1至16和21至23中任意一个或多个要求而构制的装置中,其特征在于:该装置有一个在脱气室(13)中的脱气区(55)的雾化装置(44),并且离心泵(1)的凸入到气室(55)中的空心传动轴(21)具有一个围绕着其园盘有固定冲击金属片(54)的液体分配器(45)。
25: 按照权项24所构制的装置中,其特征在于:液体分配器(45)以分立的方式与传动轴(21)的中心孔(20)相连。
26: 按照权项24所构制的装置中,其特征在于:液体分配器(45)在其正前部封闭起来的传动轴(21)上具有沿径向安装的小管(46)。
27: 按照权利要求24或25所构制的装置,其特征在于:液体 分配器(45)在其正前部封闭起来的传动轴(21)上,沿径向安装有头部变宽变平了的液体流出区(52)用的U形管(47)。
28: 按照权项24或25所构制的装置中,其特征在于:在外壳(50)上设有横向狭缝(49)的圆盘室(48)这样的液体分配器(45)。
29: 按照权利要求28所构制的装置中,其特征在于:此窄缝(49)是从里向外变宽的。
30: 按照权利要求28或29所构制的装置中,其特征在于:圆盘室(48)具有一个其上装有引导板(67)的固定壁(66)。
31: 按照权利要求24至30中任意一个或多个而构制的装置中,其特征在于:脱气室(13)具有一个充满了水的、由浮筒控制的水区(56),以及一个比水区大好几倍的脱气区(55)。
32: 按照权利要求24至31中的任意一个或多个而构制的装置,其特征为:成雾装置(44)安装在由隔板(71)而与脱气室(13)分隔开的缓冲室(72)中,缓冲室(72)通过隔板(71)上的出口孔(77)与脱气室(13)的水区(56;6)相接通。
33: 按照权利要求32所构制的装置,其特征为:在水区(56)离出口孔(77)一定距离处装有导向板(78)。

说明书


本发明是一种关于减少液体中气体含量的方法及实现此过程的一个装置。

    如所周知,液体中总是溶解有一定的气体,而所溶解的气体量取决于此液体在所处的压力和温度条件下所可能含有气体的最高值。因此液体中会包含有直径约在10至20微米大小的气泡(微气泡),这些气泡(就象已溶解的气体一样)在光学上是觉察不出的。它与所溶解的气体一起决定了液体中气体含量。此外,液体中也可以含有眼睛看得到的气泡,但它和已溶解的气泡及微气泡不同,它在液体中的分布很少是均匀的,且容易在液体中迅速地积聚和上升。

    在许多技术过程中,尤其是在液体循环的体系中,希望不在上行管道的弯曲处积聚气体以及出现空穴,但这常是不可避免的。因此在循环系统中的这些部位要安装上排气阀,例如在中心暖气装置和柴油机马达的动力发动系统中就是这样。但仅仅如此通常还不够,由液体推动的传动系统在第一次装液体时总是要排气的,但一个这样的系统在正常运转时由于漏气而带入的小气泡慢慢地通过管道系统升到上部,而在上面所提到的那种顶部封死的袋形区中聚集起来,所以这种装置在工作中还必须时常排气。在液体温度有变化地循环体系中,在较热的地方形成较多的微气泡,对体系添入新的液体亦会带入更多的微气泡。

    由于处理气体的管理费用很高,而且为了保证安全还需要经常进行检查,因而已经发明了自动工作的排气系统,例如西德专利公开申请说明书3208998号上披露过一种安装在众所周知的中心暖气装置上的自动工作排气体系。此体系中有液体流过的区域及一个液体静止区,在此静止区中微气泡上升,通过一个在液体表面上部的自动工作阀,气体能进到大气中。用这种排出微气泡的方法,液体逐步减少其中的气体含量,直到所溶的气体的量降至饱和值之下,亦即产生未被气体饱和的液体。液体处于不饱和的情况下时,能从被气体所饱和的或过饱和的液体中吸收气体,再通过存在于管道系统中的气垫放出气体。这样的自动排气装置在液体所含小气泡越多及小气泡越大时,工作的效率越高。

    在西德专利说明书1528885号中,有一种众所周知的、采用离心泵从高粘稠泥浆状的液体中分离出较大气泡(亦即可看得见的气泡)的方法。此时液体的主泵吸入室与辅助泵的吸入室通过节流阀孔而接通。通过节流阀处流入的液体支流将被当作离心泵工作的辅助泵,重新送入主泵的输入端,当通过节流阀孔时,在辅助泵中已分开来的小气泡将从它的中部被减压吸出。这种体系应用了大家熟知的离心泵的特性,亦即由于能看得见的小气泡的密度远远小于液体的密度,因而被离心集中到叶轮的中间部分。这一效应导致在辅助泵所吸入的液体中,气泡大大地被富集了。这些气泡非常之大,因而它们可以在不夹带有多少液体的情况下在辅助泵的叶轮的中心部位被吸走。这就是说,对气泡而言,辅助泵的吸入效率必须高于真空泵的吸入效率。以上这种关系不是采用减少已溶气体和微气泡的方式来减少液体中气体含量的,因为对于用离心力来把微气泡从液体中分离的方法来讲,含有很多的微气泡的液体与含有很少微气泡的液体密度差是太小了。为了减少空穴作用,从辅助泵中溢流出来的液体将被压力侧叶轮的叶片边所吸光。上述可能性在前面提到的西德专利中显然未考虑到。(见该专利说明书的第5栏60行至第6栏12行)

    从西德专利公开申请说明书2305713号中,已知有一个带有排气装置的离心泵,这样的装置,将被泵入的液体的一部分以循环的方式,从泵的压力端通过一个气体分离区而送到泵的吸入端。用这样的离心泵当然是不可能将泵中所形成的水蒸气小气泡(微气泡)从液体中分离出来,因为这些气泡又会由于泵中加压侧的压力而重新压入液体中。此外,在放气室中,循环水的高速度也妨碍了微气泡的上升,这样在小水中就滞留了很多微气泡,且通过和空气的接触而大大增加了所含的微气泡,水的高饱和度是与它从气体或气体填充物的吸收有关。

    因而本发明是为了建立起一个更好的从液体中排出气体的方法和设备。

    此课题将采用下述方法加以解决:从离心泵所提供的液体中,由泵翼的低压端取走一个支流,这个支流在一个液体静止区域导致小气泡的分离。从这儿取走气体有各种方法,因而使总的液体流分成一个主流和一个支流成为可能。

    本发明的基本思想是:在一个液体流中产生大量的小气泡,(其大小约为以前所提到过的微气泡),然后取走离心泵翼吸入端的由这样的微气泡富集起来的液体支流。然后通过液体静止区的办法,使这部分支流中的微气泡释放出来。本发明利用了通常不希望有的在液体轮廓低压端的空穴效应。尤其是在被称为空穴核的东西的周围(例如在液体中所悬浮的不净物),很快地形成了变大了的微气泡。这些微气泡被证明从液体中是非常不容易取走的。例如它们不能象较大的气泡那样从液体中赶出来,而将被液体所带走。从科学研究中知道,由于强迫流动所产生的压力上升使得空穴气泡在离开液流轮廓的低压侧时由于液体蒸汽的凝聚面又重新撞在一起,此时发出熟知的很响的空穴噪音。令人惊奇的是从中发现,利用空穴气泡的运动惰性,可以使它集中在液体的一个支流中,取出这部分液体然后在一个液体静止区中将它从液体支流中分离,而不需前处理。

    根据本发明中的综合指标,将使液体中的气体含量非常有效地减少这些从技术角度来看是很清楚的。因为按照本发明,在液体静止区所分离出的微气泡通过产生、结合及富集(尤其是在输入液流中部小气泡的收集),使这样的微气泡的数目和大小大大增加。为此引入了由科学研究已证明的全新的知识,即在一定条件下由于离心泵的高速旋转速度(例如2800转/分)。会产生间隔为微秒数量级的短时间的压力波动或压力冲击,此时会发生一个瞬时间的压力下降,此压力下降导致在“背面”,即直接在泵翼后部处产生近乎绝对的真空,而导致水的短时间沸腾。

    这种瞬间的由泵的马达所产生的压力下降,在支流进入分岔道管时将微气泡的量提高了几倍。上述过程亦取决于马达与泵的效率,更进一步讲,即被泵的翼片和辅助翼片的形状以及它们的数目、尺寸和排列方式所决定。那些从泵流出的支流中所释放出来的许多微气泡,将被抽走到位于分岔道管的未端所连接的放气室中,这样使在支流中的空气含量及在整个循环系统中的气体浓度(因为在一个封闭体系中,支流将返回于主流中去)。很快地越来越少,直至达到一个最低点。主流变成没有自由气体,而成为一个不饱和液体,这样的液体能够吸收走气体或气体填充物。

    液体的支流能在静止区被吸走或被注入进来。

    一个在封闭循环中流动的液体,通过本发明的方法将被特别有效地脱气,因为离开离心泵的主流与进入泵的液体相比明显地含有较少的气体,因此在循环中的气体。至少在几个循环以后就处于气体不饱和状态,因而这种液体在液体温度提高了的区域将吸收漏入的气体和气体填充物。

    如果支流在通过液体静止区后按照本发明所讲的那样将剩余的液体再引入到离心泵的前部去。则脱气的效果还可被大大地提高。以这样的方式,在液体静止区没被分离开的微气泡,起到使流向离心泵的液体中的已存在的微气泡变大的作用,从而使得它变得容易被分离。当然也可以将离开液体静止区的液体支流直接地应用到此过程中去,来得到不饱和的液体。

    由离心泵所提供的液体分离或微气泡少的主流和微气泡多的支流的过程将通过本发明而改进,此时要使液体在进离心泵前产生螺旋旋转。这样使得微气泡集中在往前流动的液流中部并滞留在那里。甚至在此液体流通过一个非常弯曲的管道时,这些微气泡仍滞留在液流的中部。因为在离心泵叶轮的中部微气泡也有这样的浓度,所以从离心泵中所取出的液体支流将从叶轮的中间吸走。液体的支流亦可以采取从离心泵叶轮的外围,通过一个侧线管道而通到叶轮轴中部的注入流来产生。以很大的速度进入到叶轮轴的注入流,从与叶轮轴同轴的吸入或者输送管道带走水-气混合物。且把此混合起来的水注入到液体静止区。

    本发明首次涉及到一个新装置,此装置包括一个带有泵翼的叶轮,一个带有进、出接头的离心泵,一个在叶轮轴处用于液体支流汇合的吸入管道,以及一个装有用于已脱气液体的排出管道的液体静止区,且在此区的排气室有一吸入管道。吸入管道的管口位于泵室处,此处往前流动的液体不再受到离心力。为了在泵翼低压区把大量的,带有在那儿形成并在进入吸入管时由于压力下降而增加的微气泡的液体吸光,因此在此吸入管道中所要求的吸入压力比离心泵的吸入压力要小得多。所以最好在离心泵的叶轮轴的区域装备一个汇合输入接头。

    如果脱了气的液体支流在离心泵前的输入管道处汇合,则液体支流的交汇区的输入管道处要有一变窄的区域,因为这个窄区对于脱了气的液体支流有吸入作用。这种吸入作用在最佳状态时可作用到从离心泵出来的液体支流的吸入处。

    本发明也证明了一种新叶轮,它对在离心泵中富有微气泡的液体的集中特别有效。这种叶轮有一个轴向的吸入管,它带有沿径向朝中间安装的翼片,它给于旋转的传动轴以很大的冲击压力,甚至可使水短时间沸腾。

    最好采用一个可以在叶轮处汇合液体用的空心传动轴来吸光从离心泵出来的液体支流。用这种方法一方面可将大部分带有微气泡的液体吸光,另一方面可实现与辅助离心泵之间最好的配合。辅助离心泵为此液体支流产生必要的吸入压力,且可以有受主离心泵传动轴控制的好处。为此,在通常推进马达背面的封闭装置要用另一个泵壳来代替。液体的支流通过空心的传动轴与辅助泵的中心吸入区直接相通。

    按照本发明通过辅助离心泵,微气泡浓度被进一步提高了。整个液体的支流通过一个径向连接洞口离开辅助离心泵到达液体静止区的入口处。这样在离开辅助离心泵的液体支流中,微气泡的分布相对地是均匀的。如果较大的气泡亦作为微气泡到达离心泵中时,(特别是在主离心泵开始运转时),在泵室上部强制运动所形成的气垫,将按照本发明通过辅助泵向上部连接孔从泵室赶到液体静止区的气体室中去。(可以通过一个最小漏速已给定的可调节流阀来完成)。此时以一个液滴偏转器来保护在液体静止区中处于连接孔底下的敏感的机械部分。

    当辅助离心泵的叶轮直径大于主离心泵叶片的直径时,将达到最合适的吸入压力比。

    本发明的第二种装置包括一个具有泵翼及辅助翼片的叶轮;离心泵的进口及出口接头,此离心泵的辅助翼片位于进口接头处是沿着叶轮的径向向外安置的;同时在泵壳上附加一个侧线管道,此侧线管道可通过一个带有注射喷咀的输入管道在作为文丘里喷咀用的叶轮轴的小腔中注入液流;另外有一个带有用于脱气液体出口管道的液体静止区的吸入管。用上述装置可以避免掉一个带有叶轮的额外的辅助离心泵,同时可以很快达到气体释放的目的。用这样的方法,在文丘里喷咀和输入管的注射喷咀之间的支流上建立起一个瞬间的能使气体释放出来的压力降。在液体中还存在的空气或气体则将在文丘里喷咀的低压区释放出来。在旋转的文丘里室中向心力进一步起着将气泡集中到中心去的作用。它使这些气泡集中到传动轴的中心孔处。

    微气泡的释放在叶片的辅助翼片倾斜安放时变得更为激烈。这样不仅提高了支流的循环速度,而且在输入管的注入喷咀处射流的喷出速度亦增加(通过输入管时将达到一个较高的总体加速度,此加速度加强了文丘里喷咀处的低压)。较大的喷出速度将进一步改进对于从叶轮的吸入管中来的带有气体的水的携带效果。根据辅助翼片的总数。由马达的高速旋转频率所决定的脉冲式的水流高速度可被产生出来。此高速度使文丘里作用达到最佳且与输入管道中的污染几乎无关。射入流将从离心泵输出接口处的压力室抽到侧线管道中,因此在压力室的超压将促进从辅助翼片所产生的脉冲强度。为了将水流从压力室压至侧线管道中,在输出接口处的压力与输入接口处低压之间的压力差实际上已足够大了,所以辅助翼片使射流的加速度达到最佳状态。

    为了分离通入的高速度液体的液相和气相部分,带有静止区的脱气室一般分成水区和脱气区两个部分。根据本发明此脱气区包含一个在气体室(或称为脱气室的脱气区)的成雾设备。离心泵的凸入到气室中去的空心转动轴具有一个园盘状的液体分配器,在此园盘周围有固定的冲击金属片。液体分配器在此处主要是通过断裂与传动轴中心孔相通,如果断裂是位于轴套上,则高的传动轴将在正面与液体分配器接上。在传动轴旋转时,液体由于离心力的作用而流出,通过分配器有目标地流向外面。在进入排气室的气室时,依次很快地和冲击金属片接触,大量的冲击挡片是绕着分配器且与分配器以尽可能小的距离安置的。从而分离器出来的液体将被静止的挡板所变小,而成液状雾,这些液状的雾中不再有微气泡存在的余地。

    与通常具有大体积的被水充满的静止区脱气室不同,按照本发明为了形成一个几倍大的脱气区,其水区是一个为水所充满的、有浮筒调节装置的区域。水面要降到液体分配器进行循环途径以下的平面上,这样一方面使得从溶液中释放出来的液体雾的气体部分得以上升。并通过一个由浮筒控制的在脱气室上部的阀门而排出,另一方面其液体部分能向下降落而在脱气室的底部处聚集起来,给循环系统以新的输入液体。

    液体分配器能夠由在沿着前部封住的传动轴的圆周上所安装的小管来组成,水以小滴的方式从这些小管中出来。

    液体分配器也能夠由在沿着前部封住的传动轴的圆周上的带头的U形管道组成(带头的U形管道是指在液体的出口处有一变宽的或变平的区域)。以这种方式达到使液体经过这种变宽了或者说变平了的地区时,成为簿膜,这样的簿膜对于排出微气泡是有利的,使以液体膜形式出来的水变得更薄是一个能得到更好的作用的期望。

    采用一个在盘壳上带有横截方向狭缝的圆盘室的液体分配器亦能达到产生薄的水膜的效果。

    通过从向外扩大了的狭缝,例如可以是角度约为15°的圆锥状,使从室内部通过狭缝喷射出来的水得到一定的松弛。

    为了使水进到狭缝时的加速得到最佳值,一个在固定壁上面装了导板的圆盘室是具有很多优点的。

    在由水区和气体区组成的脱气室中,释放出来的微气泡能经气室而进到大气中,为了使水-微气泡混合物在脱气室中达到一定的静止以及为了延长微气泡上升的时间(尤其是使那些看不见的小气泡缓慢地上升),建议最好采用这样的排气部件,它的上部是气室,下部是体积较大的水区。参看图2和图3,不管采用的排气部件是何种式样,将成雾装置安装在由隔板与脱气室分开的缓冲室中是有优越性的,缓冲室通过隔板上的出口孔与脱气室的水区相通。以这种方式使液体进入到冲击金属档板的瞬间可能产生的漩涡,不至于破坏排气室中混合物的稳定状态。缓冲室常由含有大量已释放出微气泡的雾状液体充满,所以此种混合物呈现乳浊状。此混合物进入到脱气室后,经过水区使所有的运动和漩涡都因阻滞而减慢(必要时,在水区内设置金属板),因而小气泡能慢慢地上升到气室中。

    为了使雾状的混合物能夠按预定目标到达水区,在水区中离出口孔一定距离处可装一导板,此外这些导板还使混合物起到预静止的作用。

    本发明将根据以下各图所代表的实施例作大致的说明。

    图1是实施本发明方法的一种装置的示意图。

    图2是本发明的第一种规格的离心泵的部分截面图。

    图3是本发明的第二种规格的离心泵的部分截面图。

    图4是参照图3,有所改进的泵体的详细结构截面图。

    图5是一个在其侧线管道中不断产生着依一定频率脉冲的液流之泵室的叶轮轴的辅助翼片的展开图。

    图6是按照图3所示规格,并在一个脱气室中装有成雾装置的离心泵的部分截面图。

    图7是按图2和图3所示,在隔离开的缓冲室中装有成雾装置的脱气室详图。

    图8是带有一种由小管所组成的液体分配器的成雾装置的正视图。

    图9是用于液体分配器的U形管的俯视图,它可以代替图8中相应部分的小管。

    图10是另一种规格的液体分配器,其外壳上带有横截缝的圆盘形室的示意图。

    图11是图10所示第一种规格的圆盘形室的前视图的部分截面。

    图12是图11所示圆盘形室的侧视图的部分截面。

    图13是图10所示第二种规格的圆盘形室的正视图的部分截面。

    图14是图13所示的圆盘形室的侧视图的部分截面。

    离心泵(1)使液体在一个封闭的管道循环系统中作循环。辅助循环泵3通过吸入管道4在泵翼5(图2)的低压端吸走到达那里的液体支流,且将此液体输送到液体静止区6,在静止区6的输出管道7流出的液体在循环泵1的前面与管道系统2中的液体平行地汇合,在出口管道的平行于液流方向的汇合处8,管道系统2有一段象文丘里阀那样较细的管道9。处在离心泵1前面的一组盘旋式金属片10把流过来的液体置于螺旋运动中,这样使得在液体中所包含的气体集中到液体流的中间。

    按照图2的离心泵包含一个马达室12,另一边则连接一个加了法兰盘的脱气室13。

    离心泵1的叶轮14的泵翼具有高压与低压两个侧面,叶轮旋转起来时在输入接口管15处会产生一个低压。这个低压使液体流被吸入至泵室。

    叶轮14上有一个沿轴向的吸入管16,它的正前方有一个流进液体的孔17,并具有一个沿着内管壁的径向向内的具有高压和低压边的泵翼18。

    在液体流中所存在的且在泵翼形成的小气泡,在叶轮片接近叶轮轴的中心部位自动积聚起来,且从该处通过一个叶轮的中心孔19到达空心传动轴21的中心孔20处,此空心传动轴带动在马达室11后部、装于脱气室13中的辅助泵3的叶轮22。叶轮22被通过传动轴21的中心孔20的、并从离心泵1中所吸入的液体流所冲击:液体流将沿着泵翼的径向向外甩出,在这个泵翼的低压部位进一步产生微气泡。叶轮22的直径大于叶轮14的直径,因而在主离心泵的吸入管道中心处将产生一个足夠大的低压。

    辅助泵3的径向超压室23,通过连接孔24与在脱气室13上部有气室25的(如西德专利公开说明书3208998中所示的)那类液体静止区6相连。常见的螺旋形的金属棍26使液体停滞下来。

    从辅助泵3输送的液体支流通过一个在底部的开孔27,及一个一端在脱气室内的穿过马达室到泵室1的、在壳体上以穿孔形式出现的输出管道28而离开液体静止区6,从输出管道来的液体支流通过圆孔汇合处29到达通向泵1的液体主流中,而且通过在圆孔汇合处29的盘旋金属片10使液体置于快速的螺旋转动中。

    用这样的方法使得整个泵体内产生一种特殊的液体循环,在这样的循环中,微气泡在主泵和辅助泵的低压处被释放出来,有些微气泡在液体静止区6内从液体中分离出来,其余的部分被重新输送到主泵输入管道16的中心部位。

    在液体静止区6中上升到气室25中的小气泡,将从那儿通过一个自动工作的常用的放空阀30排到大气中去。

    装置运行时,在离心泵1输入接口15处所进来的较大的气泡能到达辅助离心泵3,这些大气泡对泵的作用有干扰,因此在辅助离心泵3的超压室23处有一个连接孔31,它通向液体静止区6气室25的上部。在连接孔31处的液流横截面可由螺钉32加以调节。

    当大量的气体从辅助泵离开后,连接孔31的横截面将变得小到只为最后漏出来的气体保留一很小的残余通道。一个弯成U形的金属片33用液滴偏转器的方法保护排气阀30使其不致污染。

    把螺钉32调整到压力室23及气室25之间保留一个相对小的通道,大的气泡将很快地流过此通道。通常不断地有带有气体的水流过开孔31,滴到偏转板33上。然后这种水和微气泡的混合物滴到完全安静的区域。以这种方式进入到气体室25中的微气泡将与通过连接孔24到达气室25的微气泡以同样的方式通过阀30而离开。

    孔19和叶轮14的中心孔20在清洗时,可以用穿过离心泵1的罩12上的保护起来的上轴孔34(例如用橡皮膜加以保护),通过同轴的安排而到达叶轮轴。

    在图3中所示的离心泵1,它的制造和运转方式和前面所描述的泵基本上是一致的。当然它们在取走支流的方法上是不同的,这样的取走支流的方法尤其在沒有辅助泵而又要进一步产生微气泡时更为必须。在泵室12中,旋转着的叶轮14显出在主要泵翼5附近叶轮14的吸入管16之上有很多的辅助翼片35。在由输出接头的压力室36所限制的泵室上部给辅助翼片35附加了一个侧线管道37。管道37通过输入管38延伸到吸入管16正前方的开口处17,它的末端有一个注射喷嘴42,此喷嘴位于一个作为文丘里阀39的小室之前。

    当叶轮14旋转时,辅助翼片35将在压力室36中处于超压状态下的液体射流推进到侧线管道37中。液体以很高的速度流过侧线管道37和输入管38,使得它在喷出注射阀42,而进入文丘里阀(或者说文丘里室39)时产生一个喷射作用,此作用使得水和空气的混合物从管16中被带走且注入到文丘里阀39中。液体从那儿通过空心传动轴21的中心孔20到达在马达室11后边脱气室13的输出通道23,输出通道23借助连接孔24与液体静止区6进入相连通。

    因为通过文丘里阀之后,在泵的支流中除了高温外还有一定的负压,所以在文丘里阀处释放出的小气泡再转到液体中去,如果它们在液体静止区6的气室25外未被捕获到,则会立即重新经由排气室底部的开孔27通过马达室至泵室之间的管道28返回到输入接头15处,而进行封闭的循环。

    图14中所示的泵室12是一个稍微有所改变的铸造模型。侧线管道37在此是一个水平方向的孔,它平行于叶轮轴的上半部,在泵体壁中伸展开。此时输入管38是变成直角的管道,它首先从上部由管的垂直部分引入注射来的液体流,进行拐弯后通过管的水平部分到达文丘里阀39。直角形的输入管38是通过它的管道的垂直部分凸入到输入接口15处的上中部,而和侧线管道37相连通的。输入管道38只是部分地横贯在输入接头15中流动着的水流中,那些已经在吸入管16中心部位游离出来的微气泡会围着输入管38而积聚起来,这些微气泡会被从注射42喷出的高速度液体的漩涡所带走而注入到文丘里阀39中。

    图5中显示了多个在叶轮轴旋转时掠过侧线管道37的辅助翼片35。接箭头43所指方向旋转着的辅助翼片35通常形成一个附加的压力,此压力在由辅助翼片35推进到侧线管道37中的喷射流进入管道中后大大地减小了。这束喷射流体以高速度流过管道37、38、最后以高速度从图中表示出的喷嘴42处(见图3和4)喷出。以这样的方式周期性地所产生的脉冲频率的数目是取决于泵马达的转速和辅助翼片35的数目的。

    图6中看到的带有如图3所示离心泵1的那种成雾设备44,具有一个液体分配器45,从图7可看到此分配器包含有在其传动轴21的周长上分布的多个小管46,在这些小管处。如图8所示的U形管道47便可以插进去;此外也可采用如图9所示的那种在壳罩50上带有横向狭缝49的圆盘室48。

    传动轴21的空洞20通过狭缝51与液体分配器45相连通,因而当传动轴21旋转时,在空洞20中的液体由于向心力的作用到达分配器45处。当液体从由小管46所组成的分配器45处以小滴的方式滴出来,不论是在圆盘室48(此室也可能是一个封闭的叶轮)的横向缝隙49的情况下,还是在U形通道47的情况下,都会形成一个薄的液体膜,为此,管道47的头部或者说液体喷出端要具有象图中52那样的变宽、变平的部分。

    在马达室11的后壁上,围绕着液体分配器45的径向平面上装有多个相隔一定距离的固定的冲击金属片54。从高速度旋转着的液体分配器45上所甩出来的液体,很快地冲到液体分配器45的头部离得非常之近的冲击金属片54上,此时液体将变成非常细小的雾,这样便把原来存在于液体中的微气泡破坏掉了。

    在图10和图11所示的圆盘室48以轮毂61插入到传动轴的末端。根据箭头62所指的方向通过空心的传动轴进入到圆盘室48的液体将如图10中箭头63所指的方向分配在圆盘室48的空腔中。当圆盘室按箭头64的方向旋转时,这些液体将幅射形地向外,到达排布的外壳50的圆周上的狭缝49。当液体进入到这些狭缝时遇到突然的加速,这样的加速引起了很大的低压,使水处在短时间沸腾之中,此时形成了无数的微气泡。水由里向外从其有约15°张角的狭缝49中以65°的张角逐渐松弛下来,当水从狭缝49中喷射出冲击在金属片54上时,液体即雾化,同时释放出微气泡。

    图12和图13所示的圆盘室48是反式的,亦即当壁68与传动轴22旋转时,正对着泵的壁66是静止不动的,而且在壁66上装有导板67。导板67将液体按箭头69所指的方向引向狭缝49,狭缝处的水在处于很大的压力降的情况下,将以箭头70所指的与圆盘相切的方向喷甩出去。

    在图6中所示的脱气室13中具有很大的脱气区,或者说具有一个气室55,以及一个与之相比小得多的水区56,脱气区55至少要大于液体分配器45的直径与围着它所安装的冲击片的二者的高度和。水平面57由浮筒58保持在恒定的高度,浮筒58是与放空阀30及导杆59共同起作用的。所产生的液体雾的气相部分将通过自动工作的排气阀30排入到大气中。

    雾中的液相部分降落下来,在水区56处会聚。这些不饱和的水(指已放出空气夹杂物的,具有能对循环系统中所存在的残留气体进行吸收能力的水)经过在脱气室13底部的一个开孔60,通过马达室11到泵室1的以在壳体上的孔道形式出现的出口管道28,而流至泵1,液体从那里通过汇合孔29到达离心泵1前面的液体主流处,此液流在汇合孔29处经由盘旋的金属片10而具有快速的螺旋转动。从这个液流中将重新分出一个支流而通至岔口管道。

    如图7所示的结构中,脱气室13经隔板71同缓冲室72分隔,在缓冲室72中有成雾装置44。成雾装置44由随传动轴21转动的圆盘73所组成,圆盘73具有一种环形的上有横向开设的缝隙49的外突件74。此环形外突件74伸向脱气室13的方向而终止在固定圆盘75的前面,圆盘73、75和环形外突件74围成一个空腔76,空腔76容纳由传动轴21的孔20中所流来的液体;冲击挡板54是围绕着环形外突件74安装在固定圆盘75上的。缓冲室72中充满了雾化的液体混合物,雾化的液体混合物通过隔板71上的出口77(例如是一个或多个穿击孔道)到达脱气室13,此时由脱气室13中的金属板78决定其流向。本例中,脱气室13相当于图2和图3中的气体分离器。

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通过本发明所述的从液体中减少气体的方法,可得到更好的脱气效果;液体由离心泵(主离心泵)进行输送,从泵翼的低压端分出一个支流,而在液体静止区进行小气泡的分离。在进入离心泵前,液体的主流和支流都处于螺旋式的运动中。 。

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