Körting Strahlpumpen

In der Grafik ist als Beispiel eine Dampfstrahl-Vakuumpumpe dargestellt (Dampf dient als Treibfluid, um Vakuum zu erzeugen). Für die Funktion sind die Treibdüse (2) und der Diffusor (4 + 5) entscheidend. Diese beiden Bauteile werden von dem Treibfluid nacheinander durchströmt. Der Strömungsquerschnitt ändert sich längs dieses Weges. In der Treibdüse (2) fällt der Druck ab und die Geschwindigkeit steigt an. Im umgekehrten Sinne wird im Diffusor (4 + 5) die Strömung wieder verzögert. Dabei erhöht sich der Druck bis auf den Gegendruck am Austritt der Strahlpumpe.

Zwischen der Treibdüse (2) und dem Diffusor (4 + 5) liegt der Bereich mit dem niedrigsten statischen Druck; das ist etwa der Saugdruck p_s. Hier wird der Saugstrom durch den Sauganschluss B in den Kopf (3) eingelassen und dem an dieser Stelle sehr schnell strömenden Treibmedium beigemischt. Ein Teil der hohen Bewegungsenergie wird dabei auf den Saugstrom übertragen. Gemeinsam durchströmen dann Treib- und Saugstrom als Gemisch unter Verzögerung und Druckgewinn den Diffusor. Der Druckanstieg vom Saugdruck p_s auf den Gegendruck p_d ist für den Saugstrom gleich der Förderhöhe oder der Druckdifferenz der Strahlpumpe. Das Verhältnis p_d / p_s stellt bei einer Strahlpumpe das Verdichtungsverhältnis dar.

In einer Strahlpumpe wird also die nicht direkt übertragbare statische Druckenergie des Treibmediums in kinetische Energie umgesetzt. Diese kann durch Impulsübertragung bei der Mischung an den Saugstrom abgegeben werden. Der Diffusor verwandelt dann die kinetische Energie des Gemisches aus Treib- und Saugstrom wieder in die Form der statischen Druckenergie.

In der Dampfstrahl-Vakuumpumpe wird in der Treibdüse (2) das kritische Druckverhältnis überschritten (erkennbar an der Erweiterung des Düsenquerschnittes nach der engsten Stelle); die Dampfgeschwindigkeit steigt dementsprechend über die Schallgeschwindigkeit w_schall hinaus an. Treib- und Saugstrom werden bei Überschallgeschwindigkeit vermischt und gemeinsam bis zum Hals des Diffusors auf etwa Schallgeschwindigkeit verzögert. Der restliche Druckanstieg erfolgt im divergierenden Diffusorabschnitt bis auf den Gegendruck p_d.

Die im Folgenden beschriebenen Materialien gelten für alle Schallschutzisolierungen an Strahlpumpen, Kondensatoren, Rohrleitungen und Schalldämpfern. Als Dämmmaterial sollte Mineralfaserwolle mit einem maximalen Raumgewicht von 140 kg/m³ (in montiertem Zustand) in Form von Matten und/oder Schalen verwendet werden. Die Dicke der Dämmschicht darf an keiner Stelle 60 mm unterschreiten. Die Mineralfaserschichten werden mit verzinktem Stahlblech abgedeckt, dessen Wandstärke < 1,5 mm sein sollte. Die Innenseite des Stahlblechmantels wird mit einer 3 mm starken Entdröhnungsschicht versehen. Die zur Verwendung kommende Entdröhnungsmasse muss folgende physikalische Anforderungen erfüllen:

• Raumgewicht > 1000 kg/m³
• Produkt aus Verlustfaktor und E-Modul < 109 N/m² im Temperaturbereich 0 °C bis 60 °C

Eine dauerhafte Verbindung zwischen der Entdröhnungsschicht und dem Blechmantel muss sichergestellt sein. Beim Aufbringen der Schallschutzisolierungen für Strahlpumpen, Kondensatoren, Rohrkrümmer und Abblaseschalldämpfer ist darauf zu achten, dass zwischen dem äußeren Blechmantel und den Rohrleitungs- bzw. Behälterwandungen keine starren Verbindungen auftreten. Insbesondere dürfen keine Abstandshalter verwendet werden.