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Quecksilberdampfpumpe. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, in
der verdampfende Stoffe kondensiert werden, im besonderen eine Vorrichtung, die
in Verbindung mit solchen Vakuumpumpen benutzt wird, die als Kondensationspumpen
bekannt sind und in denen alles Kondensat nach dem erhitzten Verdampfungsgefäß zurückfließen
kann, wo es wieder verdampft wird. Zweck der Erfindung ist, eine solche Vorrichtung
mit Kondensationsflächen auszustatten, die gegenüber der Größe der ganzen Vorrichtung
verhältnismäßig groß und von besonders guter Wirksamkeit sind. Zu diesem Zweck wird
das Gemisch des anzusaugenden Gases mit dem ansaugenden und zu kondensierenden Dampf
an beiden Oberflächen des Kühlkörpers in zwei verschiedenen Strömungsrichtungen
derart vorbeigeführt, daß es auf dem Weg nach dem Vorvakuum zuletzt am kühlsten
Teil der Kühlvorrichtung entlangströmt, wodurch eine besonders gute Kondensation
des Quecksilbers erreicht wird.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist eine Heizkammer auf, in
welcher der Stoff verdampft wird, und darüber angeordnete Kanäle, in welchen der
Dampf des zu kondensierenden Stoffes und ein von ihm mitzureißendes Gas oder ein
anderer Stoff in entgegengesetzter Richtung geführt werden. Zwischen diesen Kanälen
befindet sich ein Raum zur Führung eines Kühlmittels, und das Ganze ist so angeordnet,
daß die Wände des Kühlraumes je eine Wärmeaustauschfläche zwischen dem Kühlmittel
und dem einströmenden anzusaugenden Gas und zur Kondensation der Dämpfe bieten,
die in entgegengesetzter RichtungdieVorrichtung durchströmen, und daß das Kondensat
unmittelbar in das unten befindliche Heizgefäß laufen kann, um verdampft zu werden
und wieder in den Kreislauf einzutreten.
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In den Zeichnungen sind zwei etwas verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung beispielsweise im Schnitt dargestellt. Es ist dabei angenommen, daß
die Vorrichtung in Verbindung mit einer Kondensationspumpe benutzt werden soll und
aus geschmolzener Kieselerde besteht, daß die Vorrichtung zylindrische Form hat
und der zu verdampfende und zu kondensierende Stoff Quecksilber ist; jedoch kann
natürlich auch irgendeine andere geeignete Form und ein anderes genügend hitzebeständiges
Material gewählt werden, und an Stelle von Quecksilber kann auch irgendein anderer
geeigneter Stoff benutzt werden, der sich in ähnlicher Weise verdampfen und kondensieren
läßt.
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Die in Abb. z dargestellte Vorrichtung weist eine Heizkammer A auf,
in welcher das Quecksilber verdampft wird, und über diesem Gefäß befinden sich konzentrische
Zylinder B, C und D, welche durch einen
Zwischenraum
voneinander getrennt sind. Der mit B bezeichnete Zylinder ist der äußere und unten
mit dem oberen Teil der Heizkammer A und am oberen Ende mit dem mittleren Zylinder
C verschmolzen, welcher in den äußeren Zylinder B bis auf einen kleinen Abstand
vom unterenyEnde des äußeren Zylinders hinabreicht. Der untere Teil des äußeren
Zylinders bildet da, wo er mit der Heizkammer verbunden ist, eine Rinne, welche
gegen ein Rohr b geneigt ist, das in den unteren Teil der Heizkammer A führt. Der
mittlere 7-ylinder C ist an seinem unteren Ende mit dem unteren Ende des inneren
Zylinders D verschmolzen, der nach oben führt und über das obere Ende des mittleren
Zylinders C hinausragt. Die vereinigten unteren Enden des mittleren und des inneren
Zylinders sind- vorzugsweise gegen das Rohr b geneigt, welches in die Heizkammer
A führt, so daß das Kondensat bestrebt ist, in die geneigte Rinne am unteren Ende
des äußeren Zylinders B so nahe als möglich am Rohr b zu tropfen, das nach der Heizkammer
A führt.
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Die Austrittsöffnung oder Düse a:, durch welche verdampftes. Quecksilber
aus der Heizkammer A austritt, mündet in den unteren Teil des inneren Zylinders
D.
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Das Kühlmittel wird durch untere und obere Rohre oder Kanäle, die
mit c und c2 bezeichnet sind, durch den Raum zwischen der Außenwand des inneren
Zylinders D und der Innenwand des mittleren Zylinders C geleitet, während der anzusaugende
Dämpf nacheinander durch die Räume auf jeder Seite des Kühlraumes strömt, vorzugsweise
so, wie es in Abb. _ angedeutet ist, daß er bei b2 eintritt und den Raum zwischen
der Außenwand des mittleren Zylinders C und der Innenwand des äußeren Zylinders
B nach unten und darauf in entgegengesetzter Richtung zusammen mit dem bei a. austretenden
zu kondensierenden Dampf den Innenraum des Zylinders D nach oben durchströmt, wo
sich die Austrittsöffnung d befindet, die z. B. an eine Vorvakuumpumpe angeschlossen
ist. Der anzusaugende Dampf kann jedoch auch, falls gewünscht, durch den Innenraum
des Zylinders D nach unten und durch den Raum zwischen dem äußeren Zylinder B und
dem mittleren Zylinder C nach der Öffnung b2 als Austrittsöffnung geleitet werden,
wie noch in Verbindung mit Abb. 2 beschrieben werden wird.
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Auf diese Weise werden die Dämpfe sehr wirksam gekühlt, indem sie
mit den gekühlten äußeren Flächen der Wände des Kühlraumes in Berührung kommen,
die von dem inneren Zylinder D und dem mittleren Zylinder C gebildet werden. Außerdem
wird die Kühlung noch etwas durch die luftgekühlte Fläche des äußeren Zylinders
begünstigt.
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Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird eine Kondensation des
Quecksilberdampfes vermieden, welche in verschiedenen Verbindungen und Metallteilen
der bisher gebauten derartigen Vorrichtungen auftrat, da der Dampf bei der Vorrichtung
gemäß der Erfindung wirksam an den ausgedehnten Kühlflächen kondensiert wird, die
in der oben beschriebenen Weise vorgesehen sind, und an diesen Flächen nach dem
geneigten unteren Ende des äußeren Zylinders strömt, von wo das Kondensat schnell
in die unten befindliche Heizkammer A zurückläuft.
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Die Flächen können gewellt sein, um ihre kühlende Oberfläche zu -vergrößern;
z. B. kann der innere Zylinder D zu diesem Zweck mit quer verlaufenden Wellungen
versehen sein, wie es bei dz angedeutet ist. Der Zylinder D kann jedoch natürlich
auch ungewellt sein, wie es in Abb. 2 dargestellt ist, wo die Austrittsleitung oder
Düse a, durch welche der Dampf aus der Heizkammer A austritt, um ein gewisses Stück
in den inneren Zylinder D hineinragt bis unter einen Ablenken E, so daß der Dampf,
wenn z. B. das angesaugte Gas bei d vom oberen Ende des genannten Zylinders her
eintritt, von der Austrittsöffnung oder Düse a nach unten abgelenkt wird und das
genannte Gas mit nach unten reißt. Hierbei wird der Dampf kondensiert, und das Kondensat
läuft in die untere Heizkammer A zurück. Der in dem Raum zwischen dem äußeren Zylinder
B und dem mittleren Zylinder C kondensierte Dampf läuft ebenfalls schnell nach dem
genannten Raum A zurück. Mit Rücksicht auf die ausgedehnten Wärmeaustauschflächen
und ihre im vorhergehenden beschriebene Anordnung kann die Vorrichtung innerhalb
eines weiten Temperaturbereichs betrieben werden, ohne daß die Wirksamkeit der Pumpe
beeinträchtigt wird.