DE2347583A1

DE2347583A1 - Dampfstromunterdruckpumpe

Info

Publication number: DE2347583A1
Application number: DE19732347583
Authority: DE
Inventors: Michel Albertin
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1972-09-27
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1974-04-11
Also published as: FR2250391A5; GB1420118A; US3941512A; NL174489B; NL174489C; DE2347583C2; CH574055A5; NL7313282A

Description

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COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES TELECOMMUNICATIONS CIT-ALCATEL 12, rue de la Baume, 75008 PARIS (Frankreich)

DAMPFSTROMUNTERDRÜCKPUMPE

Die Erfindung bezieht sich auf eine Unterdruckpumpe für Dampfströme mit einem zylindrischen Pumpenkörper, der durch eine durch einen Ventilator erzeugte Luftströmung gekühlt wird. Im allgemeinen werden Dampfstrompumpen als Zusatzpumpen verwendet, mit denen ein sehr gutes Hochvakuum erreicht werden kann.

Bekanntlich werden in diesen Pumpen die abzusaugenden Gasmoleküle dadurch mitgerissen, dass diese Moleküle in einen Dampfstrom diffundieren, der von einer heissen oder kochenden Quelle, wo eine geeignete Flüssigkeit zum Sieden gebracht ist, zu einer kalten Zone fliesst, die durch die Innenwand des

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Pumpenkörpers gebildet wird und wo der gebildete Dampf sich nieders chlägt.

Um die kalte Kondensationszone auf einer geeigneten Temperatur zu halten, lässt man den Pumpenkörper von aussen von einer Kühlflüssigkeit umströmen.

Obwohl Wasser eine gute Kühlflüssigkeit darstellt, hat man versucht, Pumpen mit luftkühlung herzustellen. Diese Pumpen mit Luftkühlung besitzen grosse Kühlrippen, die auf die Aussenwand des Pumpenkörpers geschweisst sind, sowie einen seitlich angebrachten Ventilator, der in horizontaler Richtung einen Luftstrom über diese Kühlrippen bläst.

Diese luftgekühlten Pumpen zeigen den Nachteil, dass sie wesentlich mehr Raum beanspruchen als wassergekühlte Pumpen und dass sie nur eine geringe Saugkraft besitzen; deshalb wurden lediglich Pumpen geringer Leistung in dieser Ausführung hergestellt.

Ferner können diese Pumpen nicht in heisser Umgebung arbeiten, da die Temperatur der kalten Wandung sich an die Umgebungstemperatur angleicht, wodurch das Arbeiten der Pumpe gestört wird, sobald die Umgebungstemperatur 40° C erreicht; deshalb sind diese Pumpen häufig in geschlossenen Räumen nicht zu verwenden.

Die erfindungsgemässe Pumpe kann diese Nachteile vermeiden. Zu ihr gehört ein zylindrischer Pumpenkörper mit vertikaler Achse, der durch eine durch einen Ventilator erzeugte

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Luftströmung gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkörper auf seiner äusseren Oberfläche Rillen aufweist und über den grösseren Teil seiner Höhe hinweg von einer zylindrischen Ummantelung mit derselben Mittelachse und etwas grösserem Radius umgeben ist, der an seiner Ober- und Unterseite mit zwei ringförmigen abschnitten an der Pumpe befestigt ist, wobei, diese Ummantelung eine Öffnung, durch die die durch den Ventilator eingeblasene Luft eintritt, sowie Auslassöffnungen auf der dem Ventilator gegenüberliegenden Seite aufweist, durch die dip Luft wieder nach aussen tritt.

Im erfindungsgemässen Pumpenkörper 1st die Luftströmung nicht mehr wie in den bekannten Pumpen laminar, sondern turbulent.

In der erfindungsgemässen Pumpe strömt die Luft mit grosser Geschwindigkeit in einen zylindrischen Raum geringer Stärke zwischen der Ummantelung und der mit Rillen versehenen Wandung des Pumpenkörpers; die Rillen rufen die Turbulenz der Strömung hervor, woraus sich eine starke Abkühlwirkung ergibt.

Die erfindungsgemässe Pumpe bietet den Vorteil, weniger Raum zu beanspruchen als die bekannten luftgekühlten Pumpen und kann auch in einer geschlossenen Atmosphäre verwendet werden, wo relativ hohe Temperaturen herrschen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, die Ummantelung mit einer wärmeisolierenden

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Schicht zu versehen oder sie aus einem derartigen Material herzustellen, um den gekühlten Teil der Pumpe gegen den Ein-

fluss der Umgebungsluft oder Umgebungsstrahlungswärme zu schützen.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, den Ventilator, der in den zwischen der Ummantelung und dem Pumpenkörper liegenden Raum bläst, mit einem Schlauch zu versehen, mit dessen Hilfe Luft über eine grössere Entfernung hinweg von Stellen angesaugt werden kann, wo die Luft kalt ist.

An Hand der folgenden Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung verdeutlicht.

Fig. 1 zeigt eine luftgekühlte Pumpe bekannter Bauart.

Fig. 2 stellt schematisch die erfindungsgemässe Pumpe dar.

Fig. 3 stellt eine bevorzugte Anordnung der Luftaustrittsöffnungen der Umhüllung dar.

Die Fig. 1 und 2 besitzen denselben Masstab und stellen Pumpen mit der gleichen Durchflussleistung dar (250 1 pro Sekunde A.V.S., Normen der American Vacuum Society).

In Fig. 1 wird eine luftgekühlte Dampfstrompumpe bekannter Bauart dargestellt. Zu ihr gehört ein zylindrischer Pumpenkörper 1, in den ein zylindrischer Raum 2 mit senkrecht verlaufender Achse eingearbeitet ist, der an seinrr Oberseite mit einem Vakuumbehälter 4 verbunden ist, während ihr Boden 5, der den Verdampfer bildet und durch einen elektrischen Wider-

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etand 6 geheizt wird, eine Flüssigkeit 7 mit geringem Dampfdruck enthält, wie beispielsweise Quecksilber oder 01. In der Kammer 2 befinden sich Dampfstrahler 8, mit denen der sich oberhalb der Flüssigkeit 7 bildende Dampf aufgefangen und strahlenförmig auf den oberen Teil 9 der Seitenwandung 10 der Kammer gelenkt werden kann, die die kalte Kondensationszone bildet. Eine zwischen der Zone 9 und dem Verdampfer 5 in die seitliche Wandung 10 eingelassene Nebenleitung 11 ist mit einer Primärpumpe (nicht hier dargestellt) verbunden, die in erster Linie dafür sorgt, die durch den Dampfstrom, der vom Verdampfer 5 zur Zone 9 führt, mitgerissenen Gasmoleküle abzusaugen.

Die Seitenwand 10 des Pumpenkörpers wird aus einem Metall mit mittlerer Leitfähigkeit, wie beispielsweise rostfreiem Stahl hergestellt.

Ein Aluminiummantel 12 mit grossen Kühlrippen 13 ist auf die Aussenseite des Pumpenkörpers so aufgeschweisst, dass er die Kühlzone 9 umgibt. Ein seitlich angebrachter Ventilator 14 blast einen Luftstrom auf die Kühlrippen 13, der laminar entlang diesen Rippen fliesst. «

Die Nebenleitung 11 besitzt ebenfalls Kühlrippen 15, durch deren Kühlung die Flüssigkeit, die die Gasmoleküle mitgerissen hat, zurückgewonnen werden kann.

Trotz geringer Abmessungen besitzt die in Fig. 2 gezeigte erfindungsgetnasse Pumpe dieselbe Pumpleistung wie die

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Pumpe bekannter Bauart gemäss Fig. 1; die erfindungsgemässe Pumpe besteht aus einem zylindrischen Pumpenkörper 101, dessen Wandung aussen Rillen 113 und eine Nebenleitung 111 besitzt, welche ebenfalls mit Rillen 115 versehen ist.

Die kalte Kondensationszone 109, die in Höhe der Dampfstrahler 108 liegt, ist aussen von einer zylindrischen Umhüllung 120 umgeben, die an ihrer Unter- und Oberseite durch zwei ringförmige Abschnitte (der untere ist mit 121 bezeichnet) an der Pumpe befestigt ist. Die Umhüllung 120 liegt koaxial zum zylindrischen Pumpenkörper 101, besitzt jedoch einen etwas grösseren Radius.

Ein schneckenförmiger Hochleistungsventilator 114 ist in einem an der Umhüllung 120 befestigten Gehäuse 122 untergebracht und steht mit dem Raum 123 zwischen der Umhüllung 120 und dem Pumpenkörper 101 über eine Öffnung 124 in Verbindung.

Das Gehäuse 122 enthält weiter eine Ansaugöffnung 125, zu der ein Schlauch 126 führt, mit dem Luft aus einem kühleren Bereich herbeigeführt werden kann.

Die Umhüllung 120 besitzt Auslassöffnungen 127, durch die die Luft austritt und das Ende der Nebenleitung 111 kühlt. Diese Auslassöffnungen sind an der dem Ventilator 114 gegenüberliegenden Seite angebracht. Die Umhüllung 120 besteht aus einem wärmeisolierenden Material oder ist mit diesem beschichtet, so dass der Raum 123 von der Umgebungsstrahluigswärme oder der Umgebungsluft abgeschirmt ist.

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Die in einem kühlen Bereich angesaugte Luft wird durch den Hochleistungsventilator 114 in den Raum 123 geblasen. Aufgrund der geringen Abmessungen des Raums 123 strömt die Luft mit grosser Geschwindigkeit in diesen hinein, und die Luftströmung weist wegen der vorhandenen Rill.en Turbolenzen auf, wodurch eine starke Abkühlung des Pumpenkörpers und ein gutes Arbeiten der Pumpe, selbst in einer relativ warmen Atmosphäre, erreicht wird.

Auf die Umhüllung 120 kann eine zusatzliche Umhüllung

128 aufgesetzt werden, die dazu dient, die aus den Auslassöffnungen 127 austretende Luft auf das mit Rillen versehene Ende der Nebenleitung 111 zu leiten. Eine Luftauslassöffnung

129 ist in der der Hauptumhüllung und den Auslassöffnungen 127 gegenüberliegenden Seite vorgesehen.

In Fig. 3 wird die bevorzugte Anordnung der Auslassöffnungen 127 der Umhüllung 120 dargestellt.

Die Anzahl der Auslassöffnungen 127 nimmt von unten nach oben in der Umhüllung 120 ab, so dass die Luftströmung im unteren Bereich der Umhüllung am grössten ist und langsam nach oben abnimmt. Die beste Kühlung wird so in Höhe der unteren Dampfstrahler erreicht, wodurch die Leistung der Pumpe verbessert wird.

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- Patentansprüche

Claims

PATENTANSPRÜCHE 2 3 A 7 5 8

M.) Dampfstromunterdruckpumpe mit zylindrischem Pumpenkörper mit vertikaler Achse, der durch eine durch einen Ventilator erzeugte Luftströmung gekühlt wird, dadurch gekennzeic hnet, dass der Pumpenkörper (101) auf seiner äusseren Oberfläche Rillen (113) aufweist und Über den grösseren Teil seiner Höhe hinweg von einer zylindrischen Ummantelung (120) mit derselben Mittelachse und etwas grösserem Radius umgeben ist, der an seiner Ober- und Unterseite mit zwei ringförmigen Abschnitten (121, 121') an der Pumpe (101) befestigt ist, wobei diese Ummantelung (120) eine Öffnung (124), durch die die durch den Ventilator (114) eingeblasene Luft eintritt, sowie Auslassöffnungen (127) auf der dem Ventilator (114) gegenüberliegenden Seite aufweist, durch die die Luft wieder nach aussen tritt.
2. Dampfstromunterdruckpumpe gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeic hnet, dass der Ventilator (114) in einem Gehäuse (122) untergebracht ist, das mit dem Innern der Umhüllung durch die Öffnung (124) und mit der Umgebungsluft durch eine Ansaugeöffnung (125) in Verbindung steht.
3. Dampfstromunterdruckpumpe gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an die Ansaugöffnung (125) ein Schlauch (126) angeschlossen ist, mit dem Luft aus einem kälteren Bereich angesaugt werden kann.

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4. Dampfstromunterdruckpumpe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne t₉ dass die Umhüllung (120) aus einem wärmeisolierenden Material besteht.
5. Dampfstromunterdruckpumpe gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (.120) mit einem wärmeisolierenden Material beschichtet ist.
6. Dampfstromunterdruckpumpe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Auslassöffnungen (127) in der Umhüllung (120) vorgesehen sind, die zahlenmässig von unten nach oben abnehmen.
7. Dampfstromunterdruckpumpe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Febenleitung (111) an ihrem Ende mit Rillen (115) versehen ist, über die die aus den Auslassöffnungen (127) austretende Luft strömt.
8. Dampfstromunterdruckpumpe gemäss Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Auslassöffnungen (127) tretende Luft mit HMfe einer zweiten Umhüllung (128), die das Ende der Febenleitung umgibt und auf der ersten, den Pumpenkörper (101) umgebenden Umhüllung (120) befestigt ist, in Richtung auf die Rillen (115) der Febenleitung gelenkt wird, wobei die zweite Umhüllung auf der den Auslassöffnungen (127) gegenüberliegenden Seite eine Luftauslassöffnung (129) besitzt.

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