DE102006012032A1 - Vacuum pressure controller for e.g. vacuum distillation equipment, has valve controlling admittance of gas to intake port, where dry gas is bled into vacuum stream in connection with maintaining vacuum pressure in evaporator system - Google Patents

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Reno G. Chicago Knudsen
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Abstract

The controller has a manifold (24) with an inlet port for receiving distillation vapor, and an intake port for receiving dilution gas. A chamber mixes the vapor and the gas, and an outlet port discharges the mixed vapor and gas from the manifold. A vacuum pressure line connects a vacuum pump (14) to the manifold, where the pump is run at full speed all the time. An air bleed valve (18) controls admittance of the gas to the intake port, where dry gas e.g. air, is bled into the vacuum stream in connection with maintaining the required vacuum pressure in a rotary evaporator system.

Description

Diese Erfindung betrifft einen Vakuumdruckregler des Typs, der für Rotationsverdampfer, Vakuumtrockenöfen und ortsfeste Destillierausrüstungen verwendet wird.These The invention relates to a vacuum pressure regulator of the type used for rotary evaporators, Vakuumtrockenöfen and stationary distillation equipment becomes.

Vakuumdruckregler werden bei mehreren chemischen Laboranwendungen, zum Beispiel Rotationsverdampfern, Vakuumtrockenöfen und ortsfesten Destillierausrüstungen, verwendet, worunter die Verwendung bei Rotationsverdampfern bei weitem überwiegt.Vacuum regulator are used in several chemical laboratory applications, for example rotary evaporators, Vakuumtrockenöfen and stationary distilling equipment, including use in rotary evaporators far outweighs.

Vakuumdruckregler erhalten den vorhandenen Vakuumdruck während dieser Destillationsprozesse aufrecht, und zwar bei Temperaturen, die typischerweise 180°C nicht übersteigen, und für Volumen von bis zu ca. 30 Litern destillierter Flüssigkeit. Die typische Prozessanordnung besteht aus einem Destillierapparat, einem Kondensator mit einem Flüssigkeitssammler, einem Druckregler und einer Vakuumpumpe. Ein Rotationsverdampfer ist zum Beispiel im US-Patent Nr. 6.709.025 offenbart. Während der Destillation verwendete Chemikalien erfordern die Aufrechterhaltung eines Drucks im Bereich von mehreren Torr bis zu einigen Hundert Torr.Vacuum regulator maintain the existing vacuum pressure during these distillation processes upright, at temperatures that typically do not exceed 180 ° C, and for Volume of up to approx. 30 liters of distilled liquid. The typical process arrangement consists of a still, a Condenser with a liquid collector, a pressure regulator and a vacuum pump. A rotary evaporator is disclosed, for example, in U.S. Patent No. 6,709,025. During the distillation used chemicals require the maintenance of pressure in the range of several Torr to several hundred Torr.

In diesen Prozessen setzt die Vakuumpumpe mittels eines Vakuumdruckreglers das System unter Vakuum. Regler nach dem Stand der Technik hatten unterschiedliche Mittel zur Druckregelung. Es wurde ein Drucksensor bereitgestellt, um den Druck im System zu messen, und ein Regler regelte ein Ventil, um den durch den Benutzer eingestellten Druck aufrechtzuerhalten. Das Ventil, im typischsten Fall ein Inline-Proportional- oder Schaltventil, regelte den Grad des Vakuums, unter das der Destillierapparat gesetzt wurde. Andere Systeme schalteten die Vakuumpumpe ein oder aus, um den Grad des Vakuums zu regeln. Diese verschiedenen Verfahren verkürzten manchmal die Lebensdauer der Pumpe, machten Wartungsarbeiten notwendig oder erforderten Zeit für die Rückkehr der Vakuumpumpe aus einem Niedervakuum in ein Hochvakuum.In The vacuum pump uses these processes by means of a vacuum pressure regulator the system under vacuum. Prior art regulators had different ones Means for pressure control. A pressure sensor was provided, to measure the pressure in the system, and a regulator controlled a valve, to maintain the pressure set by the user. The valve, most typically an in-line proportional or pilot valve, regulated the degree of vacuum under which the still set has been. Other systems turned the vacuum pump on or off to to regulate the degree of vacuum. These different procedures sometimes shortened the life of the pump, maintenance required or necessary required time for the return the vacuum pump from a low vacuum in a high vacuum.

Die Erfindung stellt einen Vakuumdruckregler bereit, bei dem ein Trockengas, zum Beispiel Luft, in den Vakuumstrom abgelassen wird, was im Zusammenhang mit der Aufrechterhaltung des erforderlichen Vakuumdrucks im System erfolgt. Das in den Vakuumstrom abgelassene Gas verdünnt den Dampf, kühlt das der Pumpe zugeführte Dampf-Gas-Gemisch ab und verhindert die Kondensation in der Vakuumpumpe. Das führt zu einer höheren Lebensdauer der Pumpe, längeren Wartungsintervallen, geringeren Betriebskosten und einer schnelleren Erholung der Pumpe.The The invention provides a vacuum pressure regulator in which a drying gas, For example, air is vented into the vacuum stream, which is related with the maintenance of the required vacuum pressure in the system he follows. The gas discharged into the vacuum stream dilutes the vapor, that cools the pump supplied steam-gas mixture and prevents condensation in the vacuum pump. That leads to a higher Life of the pump, longer Maintenance intervals, lower operating costs and a faster Recovery of the pump.

Die Verwendung der Erfindung mindert die chemische Aggressivität des verdünnten Dampfes gegenüber der Pumpe und anderen Teilen des Systems. Außerdem setzt die geringere Betriebstemperatur des mit dem Gas verdünnten Dampfes die Temperatur der Pumpe herab, was deren Lebensdauer erhöht. Der mit Luft verdünnte Dampf trägt auch zur Verhinderung der inneren Kondensation in der Pumpe bei und verringert die Ölverunreinigung in ölgedichteten Pumpen, indem ständig ein Förderstrom in der Pumpe zugelassen wird. Da die Pumpe ständig bei voller Drehzahl oder nahe dieser betreibbar ist, kehrt die Pumpe schnell zu ihrem ursprünglichen Vakuumdruck zurück, sobald das Belüftungsventil geschlossen ist.The Use of the invention reduces the chemical aggressiveness of the dilute vapor over the Pump and other parts of the system. Also, the lower one sets Operating temperature of the vapor diluted with the gas the temperature down the pump, which increases their life. The vapor diluted with air also carries to prevent internal condensation in the pump and decreases the oil pollution in oil-sealed Pump by constantly a flow is allowed in the pump. Because the pump is constantly at full speed or Near this is operable, the pump returns quickly to its original Vacuum pressure back, as soon as the vent valve closed is.

Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.These and other features and advantages of the invention are apparent from the detailed Description and the drawings.

Die oben genannten und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung erscheinen in der folgenden ausführlichen Beschreibung. In der Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen.The Above and other objects and advantages of the invention appear in the following detailed Description. In the description, reference is made to the accompanying drawings With reference to the preferred embodiments of the invention illustrate.

1 ist eine schematische Ansicht eines Rotationsverdampfersystems einschließlich eines erfindungsgemäßen Vakuumdruckreglers; 1 Fig. 12 is a schematic view of a rotary evaporator system including a vacuum pressure regulator according to the present invention;

2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des in 1 dargestellten Ventils; 2 is an enlarged cross-sectional view of the in 1 illustrated valve;

3 ist eine perspektivische Ansicht des Ventils; 3 is a perspective view of the valve;

4 ist eine perspektivische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Rotationsverdampfersystems, wobei sich der Vakuumdruckregler und die Pumpe im selben Gehäuse befinden. 4 Figure 11 is a side perspective view of an alternative embodiment of the rotary evaporator system with the vacuum pressure regulator and pump in the same housing.

Wie in 1 zu sehen ist, schließt das System 10 einen Rotationsabscheiderdestillierapparat 12, eine Vakuumpumpe 14 und einen erfindungsgemäßen Vakuumdruckregler 16 ein. Der Vakuumdruckregler 16 schließt ein Belüftungsventil 18 und eine Regeleinrichtung 20 ein. Eine erste Vakuumdruckleitung 22 schließt die Pumpe 14 an einen Verteiler 24 der Einheit 16 an und eine zweite Vakuumdruckleitung 26 schließt den Verteiler 24 an den Rotationsverdampfer 12 an. Ein Drucksensor 28 kommuniziert mit dem Verteiler 24, um ein elektrisches Signal bereitzustellen, das den Vakuumdruck innerhalb des Verteilers 24 anzeigt und über die Leitung 30 in die Regeleinrichtung 20 eingegeben wird. Die Regeleinrichtung 20 schließt einen Drehschalter 32 und einen Druckmesser 34 ein, damit ein Benutzer den Grad des Vakuums einstellen kann, der nach Wunsch des Benutzers durch das System erzeugt werden soll. Die Leitung 36 stellt eine Verbindung zwischen der Ausgangsgröße der Regeleinrichtung 20 und der Leitgröße des Ventils 18 her und die Regeleinrichtung 20 regelt das Ventil 18, das ein Proportionalventil oder ein Schaltventil sein kann. Die Regeleinrichtung 20 ähnelt Regeleinrichtungen, die in Vakuumdruckreglern nach dem Stand der Technik, die Inline-Ventile hatten, verwendet wurden.As in 1 can be seen, the system closes 10 a rotary separator distiller 12 , a vacuum pump 14 and a vacuum pressure regulator according to the invention 16 one. The vacuum pressure regulator 16 closes a vent valve 18 and a control device 20 one. A first vacuum pressure line 22 closes the pump 14 to a distributor 24 the unit 16 on and a second vacuum pressure line 26 closes the distributor 24 to the rotary evaporator 12 at. A pressure sensor 28 communicates with the distributor 24 to provide an electrical signal that matches the vacuum pressure within the manifold 24 indicating and over the line 30 in the control device 20 is entered. The control device 20 closes a rotary switch 32 and a pressure gauge 34 so that a user can adjust the degree of vacuum that the system wants to be created by the user. The administration 36 provides a link between the output of the controller 20 and the guide size of the valve 18 her and the control device 20 regulates the valve 18 which may be a proportional valve or a switching valve. The control device 20 is similar to controls used in prior art vacuum pressure regulators that had in-line valves.

Das Ventil 18 hat einen Einlasskanal 40, in den Außenluft einströmt, wenn das Ventil 18 durch die Regeleinrichtung 20 geöffnet wird. Durch den Kanal 40 in das Ventil 18 einströmende Luft strömt durch das Ventil 18 in den Verteiler 24 und vermischt sich dort mit Dampf, der über die Leitung 26 in den Einlasskanal 29 des Verteilers 24 eintritt. Das Luft-Dampf-Gemisch strömt dann durch den Verteiler 24 und aus dem Auslasskanal 31 des Verteilers 24 durch den Kanal 22 in die Pumpe 14 und die Pumpe 14 kann das Gemisch, nachdem es die Pumpe 14 durchströmt hat, durch den Auslass der Pumpe 14 ablassen.The valve 18 has an inlet channel 40 , into which outside air flows, when the valve 18 through the control device 20 is opened. Through the channel 40 in the valve 18 incoming air flows through the valve 18 in the distributor 24 and mixes with steam over the pipe 26 in the inlet channel 29 of the distributor 24 entry. The air-vapor mixture then flows through the manifold 24 and from the exhaust duct 31 of the distributor 24 through the channel 22 into the pump 14 and the pump 14 can the mixture after it's the pump 14 through the outlet of the pump 14 Drain.

4 schließt alle Bauteile von 1 ein. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht darin, dass die Bauteile der Pumpe und des Vakuumdruckreglers so bemessen und ausgestaltet sind, dass sie im selben Gehäuse wie die Pumpe angeordnet sind. Schematisch gesehen funktionieren beide Rotationsvakuumdrucksysteme jedoch auf die gleiche Art und Weise. Im Interesse der Klarheit sind denjenigen Bauteilen in 4, die einem gleichartigen Bauteil in 1 entsprechen, die gleichen Bezugszeichen wie in 1 zugeordnet, außer daß an alle Bezugszeichen in 4 ein „a" angehängt ist. So bezieht sich zum Beispiel 20a auf den Regler in 4 und 20 auf den Regler in 1. 4 closes all components of 1 one. The difference between the two embodiments is that the components of the pump and vacuum pressure regulator are sized and configured to be located in the same housing as the pump. Schematically, however, both rotary vacuum pressure systems function in the same manner. For the sake of clarity, those components are in 4 , which is a similar component in 1 correspond to the same reference numerals as in 1 assigned, except that to all reference numerals in 4 An "a" is attached, for example 20a on the slider in 4 and 20 on the slider in 1 ,

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist sehr ausführlich beschrieben worden. Für den Fachmann sind viele Modifizierungen und Variationen der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ersichtlich. Daher sollte die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern durch die folgenden Ansprüche definiert werden.A preferred embodiment The invention is very detailed been described. For the Those skilled in the art are many modifications and variations of those described preferred embodiment seen. Therefore, the invention should not be limited to those described embodiment limited, but be defined by the following claims.

Claims (4)

Vakuumdruckregler für eine Vakuumdestillation, umfassend: a) einen Verteiler mit einem Einlasskanal zur Aufnahme von Destillationsdampf, b) einen Einlasskanal zur Aufnahme eines Verdünnungsgases, c) eine Kammer zum Mischen des Destillationsdampfes mit dem Verdünnungsgas und d) einen Auslasskanal, durch den das Gemisch aus Destillationsdampf und Auslassgas aus dem Verteiler abgelassen wird, e) ein Ventil, das die Einleitung von Verdünnungsgas in den Einlasskanal des Verteilers regelt, wobei das Ventil auf einen abgefühlten Druck anspricht.Vacuum pressure regulator for vacuum distillation, full: a) a distributor with an inlet channel for receiving of distillation steam, b) an inlet channel for receiving a diluent gas, c) a chamber for mixing the distillation steam with the diluent gas and d) an outlet channel through which the mixture of distillation steam and outlet gas is discharged from the distributor, e) a valve, that the introduction of diluent gas in regulates the inlet channel of the manifold, the valve on a sensed Pressure responds. Vakuumdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor mit dem Verteiler kommuniziert.Vacuum pressure regulator according to claim 1, characterized a pressure sensor communicates with the distributor. Vakuumdruckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der abgefühlte Druck, auf den das Ventil anspricht, der durch den Drucksensor abgefühlte Druck ist.Vacuum pressure regulator according to claim 2, characterized that the sensed Pressure to which the valve is responsive, the pressure sensed by the pressure sensor is. System, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumdruckregler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei im Gehäuse auch mindestens ein Teil einer Vakuumpumpe untergebracht ist.System, characterized in that the vacuum pressure regulator according to one the claims 1 to 3 in a housing is arranged, wherein in the housing at least a portion of a vacuum pump is housed.
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