Appareil d'évacuation pour l'obtention d'un vide poussé. La présente invention a pour objet un appareil d'évacuation pour l'obtention d'un vide poussé, comprenant une pompe à vapeur fonctionnant en série avec une pompe méca nique.
Cet appareil est caractérisé selon l'inven tion en ce que la pompe à vapeur et la pompe mécanique sont respectivement disposées dans la partie supérieure et dans la partie infé rieure d'une enveloppe disposée verticalement et comprenant au moins une partie de forme cylindrique.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil selon l'in vention et quelques variantes de détail de cette forme d'exécution.
Les fig. 1 et 1A montrent une forme d'exé cution en coupe verticale.
Les fig. 2 et 2A montrent des coupes ver ticales 2-2 et 2A-2A des fig. 1 et 1A.
La fig. 2B est -une coupe suivant 2B-2B de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue des éléments séparés de la pompe mécanique de cette forme d'exé cution.
Les fig. 4 à 13 montrent chacune une va riante de la pompe à vapeur de cette forme d'exécution.
L'appareil représenté aux fig. 1 à 3 com prend une enveloppe ayant une forme de ré volution d'axe vertical et présentant une par tie inférieure constituée par un socle de forme conique 1 qui contient le moteur élec- trique 2 et la pompe mécanique indiquée par la référence générale 3, et porte la pompe à vapeur indiquée en 4. Le socle 1 comprend un espace contenant de l'huile dans laquelle la pompe mécanique est entièrement plongée, le niveau de l'huile étant toutefois au-dessous du moteur électrique. Le fluide de travail de la pompe à vapeur est constitué par un mé lange d'huiles ou autres composés hydrocar- burés volatils.
La pompe à vapeur 4 est disposée tout entière dans la partie supérieure 13 de l'en veloppe qui est de forme cylindrique et est mu nie à sa partie supérieure d'une série d'auvents 14 qui servent à commander le courant d'air à son intérieur. L'ensemble de la pompe à va peur est monté sur le socle 1 par quatre sup ports 21, 22, 23 et 24 (fig. 1, 1 A et 2B). .Au centre du couvercle 15 de la partie cylindri que est monté un tube d'entrée 17 servant à relier l'appareil d'évacuation à un appareil quelconque dans lequel on désire faire le vide. L'extrémité inférieure dudit tube 17 s'ouvre dans une chambre 640 qui communique direc tement avec un organe tubulaire vertical 400.
Ledit organe tubulaire 400, de même que des organes tubulaires verticaux 420 et 440 cons tituant respectivement des chambres de con densation de vapeurs des étages de la pompe à vapeur et un organe tubulaire 460 communi quant par l'orifice d'échappement 448 avec l'organe tubulaire 440, sont entourés par une chemise 547. De l'eau arrive par Lin tube 25 et l'un des supports 22 et 23, qui sont tubu laires, et, après avoir circulé dans l'espace de refroidissement formé entre la chemise 547 et les organes tubulaires 400, 420, 440 et 460, le quitte par l'autre support tubulaire et un tube 26 formant un serpentin pour refroidir l'huile dans laquelle baigne la pompe méca nique.
L'air ou autre gaz pénétrant à travers le tube 17, après avoir traversé la chambre 640 et l'organe tubulaire 400 de haut en bas, est admis, à travers le canal 401, dans l'extré mité inférieure de l'organe tubulaire 420 du premier étage de la pompe à vapeur.
Etant donné que l'organe tubulaire 400 est entouré par de l'eau de refroidissement, la plus grande partie de toute vapeur parve nant à pénétrer dans l'organe 400 est immé diatement condensée et, par conséquent, élimi née. Toutefois, pour réduire encore davan tage l'éventualité d'un refoulement d'huile, un élément absorbant 641 formant trappe est dis posé dans la chambre 640 devant l'ouverture inférieure du tube 17. Cette trappe couvre approximativement la moitié de la section de la chambre d'entrée 640, de façon à recouvrir entièrement l'extrémité ouverte de l'organe tubulaire 400, et comprend un boîtier en treil lis rempli de charbon de bois. Ainsi, toute l'huile s'échappant de l'organe 400 doit tra verser tout d'abord le charbon de bois, où elle est absorbée et éliminée des gaz.
Du fait que la trappe 641 ne recouvre que la moitié de la section de la chambre 640, la vitesse de fonc tionnement est augmentée, étant donné qu'à cause de leurs trajets complexes toutes les molécules de gaz ne traversent pas la trappe, comme ce serait le cas si cette trappe recou vrait complètement la section de la chambre. Par contre, pratiquement, chaque molécule d'huile ou autre matière de pompage remon tant. à travers l'organe tubulaire 400 se heurte au charbon de bois et est absorbée.
A l'intérieur du charbon de bois de la trappe est disposé un élément chauffant 642. Cet élément chauffant est calculé de manière à atteindre une température de 500 C lors qu'on applique à ses bornes une tension de 20 volts. Cette température est suffisamment élevée pour débarrasser complètement la trappe de gaz de provenance quelconque.' Un dispositif non représenté empêche que la ten sion appliquée à l'élément chauffant dépasse 25 volts, étant donné que si une tension plus élevée était utilisée, il pourrait se produire une destruction de l'élément chauffant.
On a constaté que la trappe à charbon de bois de l'appareil décrit est capable d'absorber toutes les vapeurs d'huile pour une période d'au moins 34 jours et, selon toute probabilité, elle est efficace pendant une période plus lon gue encore. A la fin d'une telle période, on peut appliquer un chauffage à la trappe pour en chasser tous les fluides absorbés, après quoi la trappe est prête à fonctionner pour une autre période identique. Au cours de cette opé ration, il n'est pas nécessaire de déconnecter le tube 17 du circuit, mais seulement de l'ob turer pendant la période de dégazage.
On a constaté que l'utilisation de la trappe 641 permet d'obtenir avec l'appareil décrit un vide atteignant 10-8 mm de mercure, tan dis que sans cette trappe le vide n'atteint que 10-7 mm de mercure.
L'arrivée du courant se fait par une tige de connexion, le retour pouvant se faire par les parois du boîtier de la trappe. La tige de connexion traverse avec jeu un bloc d'acier 645 soudé à la paroi de la chambre 640. Cette tige présente un flasque 647 repo sant sur ce bloc 645 par l'intermédiaire- dune rondelle de mica 648, et au-dessus dudit flas que est placée une autre rondelle de mica 649. Un rebord 644 du bloc 645 rabattu vers l'intérieur maintient solidement l'assemblage du flasque 647 et des rondelles de mica en position. L'espace entre le rebord rabattu 644 et la tige de connexion peut être rempli avec un vernis convenable et l'ensemble peut être soumis à une cuisson après montage. On obtient ainsi un scellement hermétique beau coup plus solide qu'un scellement au verre et pouvant supporter une température consi dérable.
Tous les éléments de la pompe à vapeur sont de préférence d'acier, et sont. assemblés par brasage. Les extrémités supérieures des organes tubulaires 420 et 440 que compren nent les deux étages de la pompe à vapeur sont fermées par des couvercles 421. Aux extré mités sont disposées des gouttières annulaires 422 dans lesquelles sont engagés les bords des couvercles 421, ces bords étant saisis dans la soudure dont ces gouttières sont partiellement remplies.
Pour assurer un scellement plus complet des éléments, ceux-ci sont revêtus de cuivre sur toutes leurs surfaces et l'ensemble est en suite entièrement étamé. Ceci sert, non seule ment à assurer un scellement étanche au vide, mais encore à prévenir toute oxydation. Toutefois, le cas échéant, les éléments de la pompe à vapeur peuvent être constitués par une matière résistant à la corrosion, telle que l'acier chromé.
Une chaudière 423 est disposée à l'extré mité inférieure de l'élément tubulaire 420 et est chauffée au moyen d'un élément chauf fant 424 relié à l'aide des connexions 425 à une source d'alimentation non représentée. Une tuyère 426 est fixée à la chaudière 423. Autour de ladite tuyère sont disposées plu sieurs ailettes 427, soudées par points à la tuyère et munies de petites perforations 427' qui permettent le retour de l'huile à l'exté rieur de la chaudière 423 et, de là, à travers des ouvertures 423', à l'intérieur de cette chaudière. Les perforations 427', ménagées clans les ailettes 427, doivent être suffisam ment fines pour que l'huile forme un scelle ment pratiquement étanche au gaz, empêchant toute traversée des gaz vers la chaudière.
La tuyère -126 est en acier inoxydable con tenant environ 20 % de ferrochrome, cette matière ayant. été trouvée excellente à cet effet. Un grand nombre de métaux, par exem ple le cuivre, offrent une propriété analogue à l'effet catalytique qui provoque la décompo sition des huiles ou autres composés hydro- carburés utilisés. On a constaté que les mé taux contenant un fort pourcentage de chrome ne présentent aucun effet catalytique et ont, en outre, la propriété de grouper et d'éliminer du liquide de travail les résidus d'incrusta- tion qui se forment généralement après un usage prolongé.
C'est pourquoi, lorsqu'on uti lise un tel métal, le fluide de travail reste clair et incolore. Aucun autre métal ne pré sente la même propriété. Le verre même, ma tière assez inerte, n'agit pas de cette manière. L'élimination desdites substances d'incrusta tion est avantageuse, car elle a pour résultat que le point d'ébullition du liquide dans la chaudière reste constant au lieu d'augmenter constamment, comme c'est le cas lorsqu'on laisse s'accumuler lesdits résidus d'incrusta- taon.
Le canal d'admission 401 de l'étage à basse pression est disposé en un point situé au-dessous de l'ouverture de la tuyère 426. Lorsque les huiles de la chaudière 423 sont vaporisées par le chauffage, les vapeurs sont expulsées dans l'organe tubulaire 420 et ten dent à se condenser dans cet organe en rai son de l'effet de refroidissement de l'eau. Le vide qui règne dans l'organe 420 forme un isolement thermique autour de la pièce tubu laire 431 qui comprend une colonne de frac tionnement espacée des parois de l'organe tubulaire 420 et disposée dans sa -partie supé rieure.
Ledit. isolement produit un gradient uniforme de température dans cette colonne, la température étant élevée à son extrémité inférieure et faible à son extrémité supérieure ou de vidage. Les huiles, ayant une pression de vaporisation faible, tendent à se condenser à une température phis élevée que les huiles plus légères à pression de vaporisation plus élevée et sont refoulées vers la chaudière. Les huiles à puis haute pression de vaporisation tendent à se condenser en des points de la pièce 431 correspondant à leur température de condensation, de sorte que seules les plais légères atteignent la partie supérieure de la colonne.
La condensation desdites huiles plus légères tend à provoquer leur refoulement vers la chaudière et lors de leur descente vers une région plus chaude, elle absorbent la cha leur libérée par les huiles moins volatiles, de façon à se vaporiser de nouveau. Ainsi, la colonne 431, 431' sert de colonne de fraction nement et maintient séparées les hiles de pressions de vaporisation différentes, de sorte qu'un gradient de pression en sens inverse du gradient de température est établi.
La pièce tubulaire 431 est munie d'une série d'anneaux étagés 431'. Lesdits anneaux servent à recueillir une partie de la conden sation qui se forme aux points où ils sont si tués, due aux tourbillons dans le courant de vapeurs produits par l'échelonnement des anneaux 431', ce qui tend à éviter la diffu sion de vapeurs d'huile vers la chambre 640. Lesdits anneaux ne sont toutefois pas indis pensables au fonctionnement de la pompe.
Etant donné que les huiles plus volatiles ont généralement des pressions de vaporisa tion plus élevées, aine pression de vaporisa tion plus faible est maintenue dans la partie inférieure de l'organe tubulaire 420 adjacente au canal d'entrée à vide poussé.
En outre, les vapeurs d'huiles phus vola tiles condensées sur les anneaux supérieurs forment un liquide moins visqueux que les vapeurs d'huiles plus lourdes et, par consé quent, ce liquide tend lorsqu'il descend vers la chaudière à entraîner les huiles lourdes ou graisseuses. Ceci à pour effet de remettre en service les huiles à faible pression de vapo risation, de sorte que la pompe maintient une faible pression après une certaine période d'usage interrompue.
Les gaz entraînés avec le courant de va peurs sont, de cette manière, amenés vers l'ex trémité supérieure 430 de l'organe tubulaire 420, puis traversent le canal 430' et descen dent par un conduit 433, disposé dans l'axe de la partie cylindrique 13 de l'enveloppe, d'où ils passent par le canal 434 dans la par tie inférieure de l'organe tubulaire 440. Au dessous de l'organe tubulaire 440 est disposée une chaudière 443 munie d'un élément chauf fant 444 et d'une tuyère 446. l'agencement étant le même que pour la chaudière 423 et la tuyère 426. La tuyère 446 est également en acier inoxydable au chrome.
Dans l'organe 440, les gaz sont entraînés vers le haut à tra vers une colonne de fractionnement, compre nant une pièce tubulaire 441 et des anneaux 441', disposés dans la partie supérieure de l'organe 440, par les vapeurs projetées par la tuyère 446, d'une manière analogue à celle décrite relativement à l'étage basse pression. A l'extrémité supérieure de l'organe tubulaire 440, les gaz qui ont été entraînés par les vapeurs sont expulsés à travers un canal 448 dans l'organe tubulaire 460.
Les gaz s'écou lant vers<B>lé</B> bas de cet organe 460 sont encore refroidis, de sorte que toutes les vapeurs d'huile ou d'autre matière contenues dans les dits gaz tendent à se condenser dans cet organe tubulaire 460. L'extrémité inférieure de l'organe tubulaire 460 est fermée par une paroi 461 munie d'une ouverture 462 obturée par une soupape 463. Cette soupape ouvre ou ferme la communication entre l'organe 460 et la chambre 464 d'où les gaz s'échappent dans le tube 465 et sont entraînés vers l'admission 342 (fig. 3) de la pompe mécanique 3 (fig. 1).
La soupape 463 est commandée par un régulateur centrifuge 202 entraîné par le mo teur 2 de façon qu'elle soit fermée chaque fois que la pompe mécanique ne fonctionne pas à la vitesse convenable. Le mécanisme de liai son comprend un levier 415 relié à l'organe de commande 466 de la soupape 463, l'étanchéité étant assurée par un soufflet métallique 467. Grâce à cette soupape, la pompe à vapeur est convenablement isolée lorsque la pompe mé canique est arrêtée, permettant ainsi tout dé placement désiré de l'appareil sans inconvé nient.
Un tube 450 en acier ou autre métal, dis posé à l'intérieur de la partie cylindrique 13 de l'enveloppe, est fixé à la chemise 547 à l'extérieur de celle-ci. A l'intérieur dudit tube est disposée une tige 451 d'un métal ayant un coefficient de dilatation différent du mé tal du tube, par exemple d'aluminiLUn, qui est fixée au tube 450 de manière réglable à l'aide d'un organe fileté 452.
La différence de dila tation entre la tige d'aluminium et le tube d'acier 450 provoque le fonctionnement de l'interrupteur de sûreté 453 lorsque la tem pérature de l'eau contenue dans l'espace de refroidissement dépasse une valeur donnée et ledit interrupteur coupe l'énergie d'alimenta- tion des éléments chauffants des chaudières 423 et 443 et peut, le cas échéant, provoquer en même temps la fermeture d'un autre cir cuit actionnant une sonnerie d'alarme.
Afin de rendre possible le remplacement, le retrait ou l'examen des huiles des chaudiè res, des tubes 454, fermés à l'une de leurs extrémités à l'aide de bouchons d'acier 455, sont montés sur les couvercles 421 et traver sent la paroi de la chambre 640, de faon que les bouchons 455 soient accessibles depuis l'extérieur de cette chambre 640. L'étanchéité clés joints entre les bouchons 455 et les tubes 454 est assurée par des rondelles métallo plastiques.
Le rotor du moteur électrique 2, qui est de préférence triphasé, est monté sur le même arbre 200 que les rotors de la pompe 3. Cet arbre porte également un rotor 201 de ven tilateur. Le régulateur centrifuge 202 est dis posé à l'intérieur du rotor 201. Ce régulateur actionne le levier 203 et les bielles de liaison 204 et 205 pour faire fonctionner le levier 415 actionnant la soupape 463. Lorsque le moteur atteint la vitesse d'entraînement con venable, les extrémités inférieures des masses du régulateur 202 s'écartent, ce qui abaisse le levier 203, la soupape 463 s'ouvrant et met tant en communication la pompe à vapeur avec l'entrée de la pompe mécanique.
Pour éviter la pénétration d'huile du bain de la pompe mécanique dans le moteur, le ni veau de l'huile est maintenu à un point infé rieur au niveau du moteur. Une protection supplémentaire est assurée à l'aide d'un ca pot 205 qui entoure entièrement ledit moteur à l'exception des ouvertures 206 prévues pour assurer la ventilation. Un presse-étoupe 207 entoure l'arbre200au point où il sort du capot 205 et pénètre dans l'espace du socle 1 dans lequel fonctionne la pompe mécanique.
Les gaz sortant de la pompe à vapeur tra versent le tube 465 venant de la chambré 464 et sont conduits jusqu'à l'orifice d'admission 341 ménagé dans la plaque de culasse supé rieure 340 de la pompe à travers le canal d'admission 342 (fig. 3). Un élément tubu laire 343 (fig. 3) est relié à la culasse 340 et s'étend vers le bas de l'appareil. Ledit élément sert à conduire l'huile de lubrifaction au scel lement étanehe au vide de la pompe 3.
Le premier étage de la pompe mécanique comprend le rotor annulaire 331 disposé dans un alésage cylindrique de la plaque 330-du carter de la pompe. Une palette de commande 332 coulissant dans une fente de la plaque 330 est. en contact avec le rotor 331. Un levier 333 actionné par une extrémité d'un ressort 323 enroulé en hélice maintient ladite pa lette en contact permanent avec le rotor<B>331.</B> Le rotor 331 est. entraîné dans le sens indiqué par la flèche par l'arbre 200 et roule sur la paroi de l'alésage de la plaque 330 en tour nant en sens inverse à celui de l'arbre. L'ori fice d'admission 341 est. disposé en un point. immédiatement adjacent à. la partie en saillie de la palette 332.
Pendant ce mouvement, le gaz entré par ledit orifice se trouvant. dans l'espace de travail délimité par le rotor et la paroi de l'alésage est entraîné vers l'orifice d'échappement. 321. _ Le rotor annulaire 331 est monté de façon à pouvoir tourner, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 336, sur un excentrique 335 fixé à l'arbre 200.
La plaque médiane 320 présente le canal d'échappement 321 du premier .étage de la pompe 3. Ledit canal d'échappement sert éga lement de canal d'admission pour le second étage de la pompe. Les faces du rotor 331 servent. de soupapes d'obturation pour les ori fices d'admission et. d'échappement lorsque le rotor atteint la position convenant à l'ouver ture et à la fermeture desdits orifices, et la palette 332 maintient. séparées les sections d'admission et d'échappement de l'espace de travail.
Les gaz, sortant de l'orifice 341, sont com primés par le rotor 331 lorsque celui-ci tourne après la fermeture dudit. orifice. Lorsque la compression a atteint une valeur maximum, le rotor 331 a atteint une position telle qu'il découvre l'orifice du canal d'échappement 321 et les -gaz sont expulsés sous pression dans l'étage suivant de la pompe.
Le second étage de la pompe comprend un rotor annulaire 311 roulant sur la paroi la- térale d'un alésage cylindrique de la plaque 310 du carter de la pompe. Ce rotor est monté au moyen d'un roulement à billes sur un excentrique fixé à l'arbre 200 et décalé de 180 par rapport à l'excentrique 335. Une pa lette 312 coulissant dans une fente de la pla que 310 est maintenue en contact avec le rotor 311 par un levier 313 actionné par l'autre extrémité du ressort 323. Les palettes 312, 332 sont décalées angulairement et le ressort 323 disposé entre elles. Cet agencement est possi ble du fait du décalage des rotors.
D'autre part, étant donné que les palettes 332 et 312 se déplacent en sens inverse l'une de l'autre, la palette 332 étant enfoncée au maximum, au moment où l'autre palette 312 est à sa posi tion la plus extérieure, le ressort 323 ne subit qu'une très faible déformation au cours du fonctionnement de la pompe. La pompe peut ainsi fonctionner à des vitesses relativement grandes sans provoquer la fatigue dudit res sort. La palette 312 joue le même rôle que la palette 332. Le décalage de 180 permt d'ob tenir un équilibre plus précis des forces agis sant sur l'arbre et, par conséquent, on peut atteindre des vitesses phis grandes sans pro voquer une vibration excessive.
L'orifice d'échappement du second étage de la pompe 3 est représenté en 301. Cet ori fice conduit, à travers un canal ménagé dans la plaque de couverture 300, à l'extrémité infé rieure du tube d'échappement des gaz 302. Ce tube d'échappement s'étend verticalement vers le haut à travers l'huile dans laquelle plonge la pompe et son extrémité supérieure ouverte est située juste au-dessous du niveau de l'huile. De cette manière, les gaz expulsés de la pompe traversent verticalement -'de bas en haut le tube 302 jusqu'à un point voisin de la surface de l'huile avant de s'échapper.
En établissant le tube 302 de telle manière que les gaz s'échappent en un point proche de la surface de l'huile, la formation de bulles et la dissolution de gaz dans l'huile sont ré duites ait minimum. Toutefois, l'évacuation se produit contre la pression de l'huile, de sorte que l'air ne peut pénétrer à nouveau dans la pompe à travers le tube d'échappe ment.
Etant donné que lorsque la pompe fonc tionne, la pression de l'air dans les chambres de ladite pompe est considérablement infé rieure à la pression atmosphérique, il pourrait se faire que lorsque la pompe est arrêtée, l'huile à la pression atmosphérique pénètre dans cette pompe. Pour éviter la pénétration d'huile dans la pompe, on a disposé une sou pape comprenant une petite pièce de fibre maintenue en position par la vis 303 indiquée en pointillé, de sorte que le canal aboutissant à l'orifice d'échappement 301 tend à se fer mer complètement -aussitôt que s'exerce une pression tendant à faire pénétrer l'huile dans la pompe.
Ladite soupape peut laisser entrer de l'huile lentement dans la pompe au cours de longues périodes d'inutilisation, mais ne permet pas une pénétration capable de rem plir rapidement la pompe.
Le canal 321 est muni d'une ouverture latérale fermée par une bille 322 maintenue en position au moyen d'un ressort 325 suffi samment rigide pour assurer une fermeture normalement hermétique. Toutefois, sous les pressions excessives produites lors du démar rage de la pompe lorsqu'elle est pleine d'huile, ledit ressort est comprimé et permet l'échap pement de l'huile à travers l'ouverture 321 dans le réservoir d'huile. De cette manière, lors du démarrage de la pompe, l'huile est tout d'abord expulsée du cylindre à travers la soupape 322, après quoi la pompe fonc tionne pour faire traverser aux gaz les diffé rents étages et les expulser à travers le tube 302.
On a constaté que les organes de fonc tionnement de la pompe à vapeur de l'appa reil décrit ont pour effet de soiunettre conti nuellement les vapeurs condensées à un re flux, à un lavage et à -une nouvelle évapo ration et que, d'autre part, par suite de la grande surface sur laquelle le fractionnement. peut avoir lieu, l'élimination des gaz, des va peurs et des résidus légers absorbés en raison de la décomposition des huiles, est extrême ment importante. En outre, cette efficacité est maintenue à un degré élevé pendant de lon gues périodes de fonctionnement ininter rompu, par exemple plusieurs mois, ce qui permet aux éléments ayant les plus faibles pressions de vaporisation d'intervenir dans le pompage, pour l'établissement du vide le plus poussé.
On a constaté également que dans la pompe à vapeur de l'appareil décrit, on pou vait utilisé des hydrocarbures qui se présen tent habituellement à l'état solide à la tempé rature ambiante, à une pression de vaporisa tion plus faible qu'antérieurement, et cela sans risquer de provoquer de dépôts de matière solidifiée risquant d'obturer les passages pour les gaz et en étant assuré du retour de la ma tière dans les chaudières. Cet avantage est dû à l'utilisation des colonnes de fractionne ment pour la condensation, comme décrit ci- dessus. On pourrait aussi utiliser un mélange d'hydrocarbures solides et liquides ayant des pressions de vaporisation plus élevées.
Dans ce dernier cas, toutes les molécules des composantes solides susceptibles de se con denser à l'extrémité froide de la colonne et, par conséquent, de s'y accumuler, sont entraî nées et dissoutes à nouveau par le reflux de l'huile condensée. En outre, toute partie de l'huile condensée tendant à retourner vers la chaudière est à nouveau évaporée par la cha leur de condensation de la composante vis queuse dans la partie inférieure ou chaude des colonnes décrites. De cette manière, l'effet de pompage est sensiblement le même que si l'on utilisait exclusivement les composantes solides ou les composantes visqueuses, et l'en gorgement et la perte de matière sont sensi blement les mêmes que si l'on utilisait exclu sivement des composantes liquides.
Dans la variante de la fig. 4, la pompe à vapeur comprend une chaudière 41 disposée à l'extrémité inférieure de la colonne de con densation 43. La tuyère 42 de la chaudière s'étend dans la colonne 43 dans laquelle sont disposés plusieurs plateaux étagés de frac tionnement 44. Autour de l'extrémité supé rieure de ladite colonne 43 est disposée une chemise d'eau de refroidissement 45. Immé- diatement au-dessous de ladite chemise 45 (fig. 4) se trouve l'orifice d'aspiration46.Dans cette variante, les gaz provenant de l'appareil à évacuer forment une chemise isolante au tour de la colonne 43.
Lesdits gaz pénètrent dans ladite colonne en un point situé immé diatement au-dessous de la tuyère 42 et sont entraînés par les vapeurs vers l'extrémité su périeure de la colonne, d'où ils sont évacués par l'ouverture 47.
La fig. 5 représente une variante dans laquelle, au lieu d'utiliser les gaz aspirés comme isolement pour la colonne 43 comme à la fig. 4, on emploie une matière isolante de grande qualité, 50, disposée autour de-ladite colonne. Les gaz pénètrent dans l'appareil à travers le tube d'admission 46 et sont expul sés en 47, comme dans la fig. 4.
A la fig. 6, il est représenté une autre variante analogue à la pompe à vapeur de l'appareil des fig. 1 à 3. Dans cette variante, l'organe tubulaire 43 présente une paroi creuse dans laquelle circule l'eau de refroi dissement. Les gaz arrivant à travers-l'ori- fice d'admission 46 sont dirigés vers le bas, de manière à les faire pénétrer dans l'organe tubulaire en un point situé au-dessous de l'ou verture de la tuyère 42.
La fig. 7 représente une autre variante qui permet une plus grande vitesse de pom page. La tuyère 42 se prolonge vers le haut. Au-dessus de ladite tuyère un écran 51 re foule les vapeurs vers le bas. Ce mouvement des vapeurs entraîne vers le bas les gaz arrivant à travers le tube d'admission 46. Lesdits gaz et lesdites vapeurs passent autour de la surface extérieure 52 de l'organe tubulaire 43. La paroi de cet organe tubulaire est creuse et conduit l'eau de refroidissement. Le refroi dissement assure la condensation des vapeurs en un point proche de l'extrémité inférieure de l'organe tubulaire et une très petite quan tité desdites vapeurs s'élève au-dessus des plaques 53 disposées à l'extrémité supérieure de la chaudière.
Toutefois, les gaz s'échappent à travers le tube 47 disposé sur le côté. A l'extrémité inférieure, les produits très vola tils pénètrent dans la chambre extérieure 54 autour de la chaudière et servent comme se cond étage de la pompe, les écrans 53 cons tituant la tuyère dudit second étage. C'est seulement dans ce dernier étage de la pompe qu'il se produit un fractionnement. Les pro duits très volatils provenant de la chaudière 41 atteignent seuls la partie 54 et, par con séquent, servent seuls au fonctionnement du second étage de la pompe. Toutefois, il est évident qu'étant donné que, dans cette va riante, il n'y a ni reflux ni lavage des huiles lourdes par les huiles légères, elle ne peut être utilisée avec des cires ou autres matières solides.
Dans la variante de la fig. 8, la chaudière 41 est munie d'une longue tuyère 42 et un écran de rabattement 51 est disposé en face de l'orifice de cette tuyère. Une matière iso lante entoure la chaudière, comme indiqué en 60. L'orifice de sortie de la pompe vers les étages suivants est indiqué en 47 et l'orifice d'aspiration en 46. Plusieurs plateaux étagés pour la colonne de fractionnement sont repré sentés en 44. Cette variante fonctionne comme une pompe à vapeur à deux étages dans la quelle l'étage principal à haute pression est constitué par la colonne de fractionnement.
La fig. 9 représente une variante dans la quelle les gaz arrivant en 46 sont déviés vers le bas à travers um espace annulaire et sont amenés jusque dans la chambre de fraction nement. Les vapeurs qui s'élèvent entraînent le gaz sur toute la largeur du dispositif et ces gaz peuvent s'échapper par le tube 47.
Dans la variante de la fig. 10, les gaz arrivant en 46 sont déviés vers le haut en même temps que les vapeurs jusqu'aux orga nes de fractionnement 42'. Le gradient de température désiré est obtenu à l'aide de dis positifs d'isolement convenables entourant la chambre annulaire. Dans la variante de la fig. 11, la chaudière et le dispositif de fractionnement sont situés pratiquement au -même niveau. La sortie du gaz s'effectue par le bord du dispositif de fractionnement en 47, ce qui représente une très grande simplification. Dans la variante de la fig. 12, qui est analogue à celle de la fig. 11, le gradient de température est obtenu en rendant la plaque de base plus épaisse à son centre et plus mince sur ses bords, de sorte que le gradient de température recherché est produit par la forme de l'élément lui-même.
La variante de la fig. 13 est à deux étages. Dans cette variante, les vapeurs sont tout d'abord déviées de manière à s'élever à tra vers la colonne de fractionnement 60. Les gaz et les vapeurs plus légères sont ensuite déviés dans la partie en forme de cuvette 61, de sorte que l'huile en excès peut être ramenée vers l'ex térieur de la chaudière 41. Les gaz traversent cette seconde chambre et sont, expulsés par l'orifice d'échappement 47.
Evacuation device for obtaining a high vacuum. The present invention relates to an evacuation apparatus for obtaining a high vacuum, comprising a steam pump operating in series with a mechanical pump.
This apparatus is characterized according to the invention in that the steam pump and the mechanical pump are respectively arranged in the upper part and in the lower part of a casing arranged vertically and comprising at least one part of cylindrical shape.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the apparatus according to the invention and some variant details of this embodiment.
Figs. 1 and 1A show a form of execution in vertical section.
Figs. 2 and 2A show vertical sections 2-2 and 2A-2A of figs. 1 and 1A.
Fig. 2B is -a section along 2B-2B of FIG. 1.
Fig. 3 is a view of the separate elements of the mechanical pump of this embodiment.
Figs. 4 to 13 each show a variant of the steam pump of this embodiment.
The apparatus shown in Figs. 1 to 3 comprises a casing having a revolving shape with a vertical axis and having a lower part constituted by a conical-shaped base 1 which contains the electric motor 2 and the mechanical pump indicated by the general reference 3, and carries the steam pump indicated at 4. The base 1 comprises a space containing oil in which the mechanical pump is completely immersed, the level of the oil being however below the electric motor. The working fluid of the steam pump consists of a mixture of oils or other volatile hydrocarbon compounds.
The steam pump 4 is disposed entirely in the upper part 13 of the casing which is cylindrical in shape and is fitted at its upper part with a series of louvers 14 which serve to control the flow of air through it. its interior. The whole of the fear pump is mounted on the base 1 by four supports 21, 22, 23 and 24 (fig. 1, 1A and 2B). .At the center of the cover 15 of the cylindrical part is mounted an inlet tube 17 serving to connect the evacuation apparatus to any apparatus in which it is desired to create a vacuum. The lower end of said tube 17 opens into a chamber 640 which communicates directly with a vertical tubular member 400.
Said tubular member 400, as well as vertical tubular members 420 and 440 constituting respectively vapor condensation chambers of the stages of the steam pump and a tubular member 460 communicating through the exhaust port 448 with the tubular member 440, are surrounded by a jacket 547. Water arrives through the tube 25 and one of the supports 22 and 23, which are tubular, and, after having circulated in the cooling space formed between the jacket 547 and the tubular members 400, 420, 440 and 460, leaves it through the other tubular support and a tube 26 forming a coil for cooling the oil in which the mechanical pump bathes.
Air or other gas entering through tube 17, after passing through chamber 640 and tubular member 400 from top to bottom, is admitted, through channel 401, into the lower end of the tubular member. 420 of the first stage of the steam pump.
Since the tubular member 400 is surrounded by cooling water, most of any vapor that does enter the member 400 is immediately condensed and therefore removed. However, to further reduce the possibility of an oil discharge, an absorbing element 641 forming a trap door is arranged in the chamber 640 in front of the lower opening of the tube 17. This trap covers approximately half of the section of the tube. the inlet chamber 640, so as to entirely cover the open end of the tubular member 400, and comprises a lattice box filled with charcoal. Thus, all the oil escaping from the member 400 must first flow through the charcoal, where it is absorbed and removed from the gases.
Since the hatch 641 covers only half of the section of the chamber 640, the operating speed is increased, since due to their complex paths not all gas molecules pass through the hatch, as in this case. would be the case if this hatch completely covered the section of the chamber. On the other hand, practically every molecule of oil or other pumping material remon so much. through the tubular member 400 collides with the charcoal and is absorbed.
Inside the charcoal of the hatch is placed a heating element 642. This heating element is calculated so as to reach a temperature of 500 ° C. when a voltage of 20 volts is applied to its terminals. This temperature is high enough to completely rid the trap of gas from any source. ' A device, not shown, prevents the voltage applied to the heating element exceeding 25 volts, since if a higher voltage were used, destruction of the heating element could occur.
It has been found that the charcoal trap of the apparatus described is capable of absorbing all oil vapors for a period of at least 34 days and, in all probability, is effective for a longer period. again. At the end of such a period, heating can be applied to the trap door to expel any absorbed fluids therefrom, after which the trap door is ready to operate for another identical period. During this operation, it is not necessary to disconnect the tube 17 from the circuit, but only to plug it during the degassing period.
It has been found that the use of the trap 641 makes it possible to obtain, with the apparatus described, a vacuum of up to 10-8 mm of mercury, while without this trap, the vacuum only reaches 10-7 mm of mercury.
The current is supplied by a connection rod, the return being possible through the walls of the hatch box. The connection rod crosses with clearance a block of steel 645 welded to the wall of the chamber 640. This rod has a flange 647 resting on this block 645 by means of a mica washer 648, and above said flange which is placed another mica washer 649. A flange 644 of the block 645 folded inwardly holds the assembly of the flange 647 and the mica washers securely in position. The space between the folded rim 644 and the connecting rod can be filled with a suitable varnish and the assembly can be subjected to baking after assembly. A hermetic seal is thus obtained which is much more solid than a glass seal and which can withstand a considerable temperature.
All parts of the steam pump are preferably of steel, and are. assembled by brazing. The upper ends of the tubular members 420 and 440 which comprise the two stages of the steam pump are closed by covers 421. At the ends are arranged annular gutters 422 in which the edges of the covers 421 are engaged, these edges being gripped. in the weld with which these gutters are partially filled.
To ensure a more complete sealing of the elements, they are coated with copper on all their surfaces and the whole is then fully tinned. This serves not only to ensure a vacuum-tight seal, but also to prevent any oxidation. However, where appropriate, the elements of the steam pump may be made of a corrosion resistant material, such as chrome steel.
A boiler 423 is disposed at the lower end of the tubular member 420 and is heated by means of a heater element 424 connected by means of the connections 425 to a power source not shown. A nozzle 426 is fixed to the boiler 423. Around said nozzle are arranged several fins 427, spot welded to the nozzle and provided with small perforations 427 'which allow the return of the oil to the outside of the boiler. 423 and, from there, through openings 423 ', inside this boiler. The perforations 427 ', made in the fins 427, must be sufficiently thin so that the oil forms a practically gas-tight seal, preventing any passage of the gases to the boiler.
The -126 nozzle is made of stainless steel containing about 20% ferrochrome, this material having. been found to be excellent for this purpose. A large number of metals, for example copper, exhibit a property analogous to the catalytic effect which causes the decomposition of the oils or other hydrocarbon compounds used. It has been found that the metals containing a high percentage of chromium do not exhibit any catalytic effect and have, moreover, the property of grouping and eliminating from the working liquid the scale residues which generally form after use. extended.
Therefore, when such a metal is used, the working fluid remains clear and colorless. No other metal has the same property. Glass itself, a rather inert matter, does not act in this way. The removal of said encrusting substances is advantageous, as it results in the boiling point of the liquid in the boiler remaining constant instead of constantly increasing, as is the case when allowing to accumulate said encrusta- tion residues.
The low pressure stage inlet channel 401 is disposed at a point below the opening of the nozzle 426. When the oils from the boiler 423 are vaporized by the heater, the vapors are expelled into the nozzle. tubular member 420 and tend to condense in this member due to the cooling effect of the water. The vacuum which prevails in the member 420 forms a thermal insulation around the tubular part 431 which comprises a fractionation column spaced from the walls of the tubular member 420 and disposed in its upper part.
Said. isolation produces a uniform temperature gradient in this column, with the temperature being high at its lower end and low at its upper or dump end. Oils, having a low vaporization pressure, tend to condense at a higher temperature than the lighter oils with a higher vaporization pressure and are discharged to the boiler. The oils with then high vaporization pressure tend to condense at points in part 431 corresponding to their condensation temperature, so that only the light pleasures reach the upper part of the column.
The condensation of said lighter oils tends to cause them to flow back to the boiler and when they descend to a hotter region, they absorb the heat released by the less volatile oils, so as to vaporize again. Thus, column 431, 431 'serves as a fractionation column and keeps the hils of different vaporization pressures separate, so that a pressure gradient in the opposite direction of the temperature gradient is established.
The tubular part 431 is provided with a series of stepped rings 431 '. Said rings serve to collect part of the condensation which forms at the points where they are so killed, due to the vortices in the stream of vapors produced by the staggering of the rings 431 ', which tends to avoid the diffusion of vapors oil to chamber 640. Said rings are not, however, essential to the operation of the pump.
Since more volatile oils generally have higher vaporization pressures, a lower vaporization pressure is maintained in the lower portion of tubular member 420 adjacent to the high vacuum inlet channel.
In addition, the vapors of phus vola tiles condensed on the upper rings form a less viscous liquid than the vapors of heavier oils and, therefore, this liquid tends as it descends towards the boiler to entrain the heavy oils. or greasy. This has the effect of putting the oils back into service at low vaporization pressure, so that the pump maintains a low pressure after a certain period of interrupted use.
The gases entrained with the vapor current are, in this way, brought to the upper end 430 of the tubular member 420, then pass through the channel 430 'and descend via a duct 433, arranged in the axis of the cylindrical part 13 of the casing, from which they pass through the channel 434 in the lower part of the tubular member 440. Below the tubular member 440 is arranged a boiler 443 provided with a heating element fant 444 and a nozzle 446. the arrangement being the same as for boiler 423 and nozzle 426. Nozzle 446 is also made of chrome stainless steel.
In the member 440, the gases are entrained upwards through a fractionation column, comprising a tubular part 441 and rings 441 ', arranged in the upper part of the member 440, by the vapors projected by the nozzle 446, in a manner analogous to that described with respect to the low pressure stage. At the upper end of the tubular member 440, the gases which have been entrained by the vapors are expelled through a channel 448 in the tubular member 460.
The gases flowing to <B> the </B> bottom of this member 460 are further cooled, so that any vapors of oil or other matter contained in said gases tend to condense in this member tubular 460. The lower end of the tubular member 460 is closed by a wall 461 provided with an opening 462 closed by a valve 463. This valve opens or closes the communication between the member 460 and the chamber 464 from where the gases escape in the tube 465 and are entrained towards the inlet 342 (fig. 3) of the mechanical pump 3 (fig. 1).
The valve 463 is controlled by a centrifugal governor 202 driven by the motor 2 so that it is closed whenever the mechanical pump is not operating at the proper speed. The linkage mechanism comprises a lever 415 connected to the control member 466 of the valve 463, the sealing being ensured by a metal bellows 467. Thanks to this valve, the steam pump is suitably isolated when the mechanical pump. is stopped, thus allowing any desired movement of the device without inconvenience.
A tube 450 of steel or other metal, arranged inside the cylindrical part 13 of the casing, is fixed to the jacket 547 on the outside thereof. Inside said tube is disposed a rod 451 of a metal having a coefficient of expansion different from the metal of the tube, for example of aluminiLUn, which is fixed to the tube 450 in an adjustable manner by means of a member. threaded 452.
The difference in expansion between the aluminum rod and the steel tube 450 causes the operation of the safety switch 453 when the temperature of the water contained in the cooling space exceeds a given value and said switch cuts the power supply to the heating elements of the boilers 423 and 443 and can, if necessary, cause at the same time the closing of another circuit activating an alarm bell.
In order to make it possible to replace, remove or examine the oils from the boilers, tubes 454, closed at one of their ends using steel plugs 455, are mounted on covers 421 and through feels the wall of the chamber 640, so that the plugs 455 are accessible from the outside of this chamber 640. The key seals between the plugs 455 and the tubes 454 is provided by metal-plastic washers.
The rotor of the electric motor 2, which is preferably three-phase, is mounted on the same shaft 200 as the rotors of the pump 3. This shaft also carries a rotor 201 of the fan. The centrifugal governor 202 is disposed inside the rotor 201. This governor operates the lever 203 and the connecting rods 204 and 205 to operate the lever 415 operating the valve 463. When the engine reaches the driving speed con Venable, the lower ends of the masses of the regulator 202 move apart, which lowers the lever 203, the valve 463 opening and places both the steam pump in communication with the inlet of the mechanical pump.
To prevent oil from the mechanical pump bath entering the engine, the oil level is kept lower than the engine level. Additional protection is provided by means of a ca pot 205 which entirely surrounds said motor with the exception of the openings 206 provided to ensure ventilation. A stuffing box 207 surrounds the shaft 200 at the point where it leaves the cover 205 and enters the space of the base 1 in which the mechanical pump operates.
The gases leaving the steam pump pass through the tube 465 coming from the chamber 464 and are conducted to the inlet port 341 formed in the upper cylinder head plate 340 of the pump through the inlet channel 342 (fig. 3). A tubular element 343 (Fig. 3) is connected to the cylinder head 340 and extends downward from the apparatus. Said element serves to lead the lubricating oil to the sealed seal to the vacuum of the pump 3.
The first stage of the mechanical pump comprises the annular rotor 331 disposed in a cylindrical bore of the plate 330 of the pump housing. A control pallet 332 sliding in a slot in the plate 330 is. in contact with the rotor 331. A lever 333 actuated by one end of a helically wound spring 323 maintains said paddle in permanent contact with the rotor. <B> 331. </B> The rotor 331 is. driven in the direction indicated by the arrow by the shaft 200 and rolls on the wall of the bore of the plate 330 while rotating in the opposite direction to that of the shaft. Admission opening 341 is. arranged at a point. immediately adjacent to. the protruding part of the pallet 332.
During this movement, the gas entered through said orifice lying. in the working space delimited by the rotor and the wall of the bore is driven towards the exhaust port. 321. The annular rotor 331 is mounted so as to be able to rotate, by means of a ball bearing 336, on an eccentric 335 fixed to the shaft 200.
The middle plate 320 presents the exhaust channel 321 of the first stage of the pump 3. Said exhaust channel also serves as an intake channel for the second stage of the pump. The faces of the rotor 331 serve. shut-off valves for the intake ports and. exhaust when the rotor reaches the position suitable for opening and closing said ports, and the pallet 332 maintains. separate the intake and exhaust sections of the workspace.
The gases leaving the orifice 341 are compressed by the rotor 331 when the latter rotates after said closure. orifice. When the compression has reached a maximum value, the rotor 331 has reached a position such that it discovers the orifice of the exhaust channel 321 and the -gas are expelled under pressure into the next stage of the pump.
The second stage of the pump comprises an annular rotor 311 rolling on the side wall of a cylindrical bore in the plate 310 of the pump housing. This rotor is mounted by means of a ball bearing on an eccentric fixed to the shaft 200 and offset by 180 with respect to the eccentric 335. A paddle 312 sliding in a slot of the plate 310 is kept in contact. with the rotor 311 by a lever 313 actuated by the other end of the spring 323. The vanes 312, 332 are angularly offset and the spring 323 disposed between them. This arrangement is possible due to the offset of the rotors.
On the other hand, since the pallets 332 and 312 move in the opposite direction to each other, the pallet 332 being depressed to the maximum, when the other pallet 312 is in its outermost position. , the spring 323 undergoes only a very slight deformation during operation of the pump. The pump can thus operate at relatively high speeds without causing fatigue of said res out. The vane 312 plays the same role as the vane 332. The offset of 180 allows a more precise balance of the forces acting on the shaft to be maintained and, therefore, phis high speeds can be reached without causing vibration. excessive.
The exhaust port of the second stage of the pump 3 is shown at 301. This port leads, through a channel formed in the cover plate 300, to the lower end of the gas exhaust tube 302. This exhaust tube extends vertically upward through the oil the pump immerses in and its open top end is located just below the oil level. In this way, the gases expelled from the pump pass vertically from the bottom up the tube 302 to a point near the surface of the oil before escaping.
By setting up tube 302 such that gases escape at a point near the surface of the oil, the formation of bubbles and the dissolution of gas in the oil is minimized. However, evacuation occurs against the pressure of the oil, so that air cannot reenter the pump through the exhaust pipe.
Since when the pump is running, the air pressure in the chambers of said pump is considerably lower than atmospheric pressure, it could happen that when the pump is stopped, the oil at atmospheric pressure enters the chamber. this pump. To prevent oil from entering the pump, a valve comprising a small piece of fiber held in position by the screw 303 shown in dotted lines, so that the channel leading to the exhaust port 301 tends to close completely -as soon as a pressure is exerted tending to make the oil penetrate into the pump.
Said valve can allow oil to enter the pump slowly during long periods of non-use, but does not allow penetration capable of quickly filling the pump.
The channel 321 is provided with a lateral opening closed by a ball 322 held in position by means of a spring 325 sufficiently rigid to ensure a normally hermetic closure. However, under the excessive pressures produced when starting the pump when it is full of oil, said spring is compressed and allows the escape of the oil through the opening 321 into the oil reservoir. In this way, when starting the pump, the oil is first expelled from the cylinder through valve 322, after which the pump operates to pass the gases through the different stages and expel them through the tube. 302.
It has been found that the operating members of the steam pump of the apparatus described have the effect of continuously sending the condensed vapors to a re-flow, to a washing and to a new evaporation and that, of on the other hand, as a result of the large surface on which the fractionation. can take place, the removal of gases, vapors and light residues absorbed due to the decomposition of the oils is extremely important. Furthermore, this efficiency is maintained at a high degree for long periods of uninterrupted operation, for example several months, which allows the elements with the lower vaporization pressures to intervene in the pumping, for the establishment of the pump. highest vacuum.
It has also been found that in the steam pump of the apparatus described, it is possible to use hydrocarbons which are usually present in the solid state at room temperature, at a vaporization pressure lower than previously, and this without risking causing deposits of solidified material which could block the passages for the gases and while being assured of the return of the material to the boilers. This advantage is due to the use of fractionation columns for condensation, as described above. One could also use a mixture of solid and liquid hydrocarbons having higher vaporization pressures.
In the latter case, all the molecules of the solid components liable to condense at the cold end of the column and, consequently, to accumulate there, are entrained and dissolved again by the reflux of the condensed oil. . In addition, any part of the condensed oil tending to return to the boiler is again evaporated by the condensation heat of the viscous component in the lower or hot part of the columns described. In this way, the pumping effect is substantially the same as if one used exclusively the solid components or the viscous components, and the filling and the loss of material are appreciably the same as if one used excluded. sively liquid components.
In the variant of FIG. 4, the steam pump comprises a boiler 41 arranged at the lower end of the condensing column 43. The nozzle 42 of the boiler extends into the column 43 in which several staged fractionation plates 44 are arranged. at the upper end of said column 43 is arranged a cooling water jacket 45. Immediately below said jacket 45 (fig. 4) is the suction port46. In this variant, the gas from the device to be evacuated form an insulating jacket around column 43.
Said gases enter said column at a point situated immediately below nozzle 42 and are entrained by the vapors towards the upper end of the column, from where they are discharged through opening 47.
Fig. 5 shows a variant in which, instead of using the aspirated gases as insulation for the column 43 as in FIG. 4, a high quality insulating material, 50, disposed around said column is employed. The gases enter the apparatus through the inlet tube 46 and are expelled at 47, as in fig. 4.
In fig. 6, there is shown another variant similar to the steam pump of the apparatus of FIGS. 1 to 3. In this variant, the tubular member 43 has a hollow wall in which the cooling water circulates. The gases arriving through the inlet port 46 are directed downwards so as to make them enter the tubular member at a point below the opening of the nozzle 42.
Fig. 7 shows another variant which allows a higher pom page speed. The nozzle 42 extends upwards. Above said nozzle, a screen 51 drives the vapors downwards. This movement of the vapors drives the gases arriving through the inlet tube 46 downwards. Said gases and said vapors pass around the outer surface 52 of the tubular member 43. The wall of this tubular member is hollow and leads the tube. 'cooling water. The cooling ensures the condensation of the vapors at a point close to the lower end of the tubular member and a very small quantity of said vapors rises above the plates 53 arranged at the upper end of the boiler.
However, the gases escape through the tube 47 disposed on the side. At the lower end, the highly volatile products enter the outer chamber 54 around the boiler and serve as the second stage of the pump, the screens 53 constituting the nozzle of said second stage. It is only in this last stage of the pump that a fractionation occurs. The very volatile products coming from the boiler 41 only reach part 54 and, consequently, are used alone for the operation of the second stage of the pump. However, it is obvious that since, in this variant, there is neither reflux nor washing of the heavy oils by the light oils, it cannot be used with waxes or other solid materials.
In the variant of FIG. 8, the boiler 41 is provided with a long nozzle 42 and a folding screen 51 is arranged opposite the orifice of this nozzle. An insulating material surrounds the boiler, as shown at 60. The outlet of the pump to the next stages is shown at 47 and the suction port at 46. Several stepped trays for the fractionation column are shown. at 44. This variant operates as a two-stage steam pump in which the main high pressure stage is constituted by the fractionation column.
Fig. 9 shows a variant in which the gases arriving at 46 are deflected downwards through an annular space and are brought into the fractionation chamber. The rising vapors entrain the gas over the entire width of the device and these gases can escape through tube 47.
In the variant of FIG. 10, the gases arriving at 46 are deflected upwards along with the vapors to the fractionation units 42 '. The desired temperature gradient is obtained using suitable isolation devices surrounding the annular chamber. In the variant of FIG. 11, the boiler and the fractionation device are located practically at the same level. The gas is released from the edge of the fractionation device at 47, which represents a very great simplification. In the variant of FIG. 12, which is similar to that of FIG. 11, the temperature gradient is obtained by making the base plate thicker at its center and thinner at its edges, so that the desired temperature gradient is produced by the shape of the element itself.
The variant of FIG. 13 is two-story. In this variant, the vapors are first deflected so as to rise through the fractionation column 60. The gases and lighter vapors are then deflected into the bowl-shaped portion 61, so that the The excess oil can be returned to the outside of the boiler 41. The gases pass through this second chamber and are expelled through the exhaust port 47.