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Quecksilberdampfstrahlpumpe. In dem Hauptpatent 4.o6 .I.44 ist eine
Ouecksilberdampfluftpumpe zur Erzielung eines hohen Vakuums beschrieben, welche
aus einem geschlossenen, Quecksilber enthaltenden Gefäß besteht, welches ein Ansatzrohr
zum Anschluß der Vakuumpumpe und eines zum Anschluß des Rezipienten besitzt und
in welchern einerseits durch eine Heizeinrichtung das Quecksilber zum Verdampfen
und andererseits durch eine Kühleinrichtung der Quecksilberdampf zum Kondensieren
gebracht wird, wobei der Quecksilberdampf sich mit der dem Rezipienten entströmenden
Luft rnischt und sie bindet, die er aber beim Kondensieren an denjenigen Teil des
Gefäßes wieder freigibt, an welchem sich der Anschluß der Vorvakuumpumpe befindet.
Nach dem vorgenannten Patent war über dem Heizraum zur Führung für den strömenden
Quecksilberdampf ein einsatzfreies Rohr vorgesehen, an dessen oberem Ende sich der
Ansatz zum Anschluß der Vakuumpumpe befindet, während das Anschlußrohr des Rezipienten
an dem rohrförmigen Teil des Gefäßes senkrecht zu dessen Achse angesetzt ist, wobei
sich zwischen den beiden Ansatzrohren die Kühlvorrichtung befindet. Diese Anordnung
ist nun aber zur Ausbildung einer mehrstufig wirkenden Luftpumpe zur Erzielung eines
hohen Vakuums bei großem Druckgefälle außerordentlich geeignet, weil sie dabei außer
der Einfachheit des Aufbaues auch den Vorteil einer bis ins einzelne gehenden Zweckmäßigkeit
aller Teile aufweist.
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Eine mehrstufig arbeitende Quecksilberdampfstrahlpumpe ist schon in
der Weise angestrebt worden, daß man den Quecksilberdampfstrahl der Pumpe ungeteilt
zunächst in das Führungsrohr der ersten Stufe leitete, aus welchem ein Teilstrahl
durch kleine Seitenöffnungen in das größere konzentrische Führungsrohr der zweiten
Stufe austrat, welches wieder Seitenöffnungen für den in das Führungsrohr der dritten
Stufe übertretenden Teil des Quecksilberdampfes besaß usw. Eine derartige Einrichtung
konnte aber nicht rationell arbeiten, weil der Dampf durch den mehrmaligen Durchtritt
durch Öffnungen gedrosselt und entspannt wird, und weil der dabei notwendige Richtungswechsel
der Dampfströmung Wirbelungen des Dampfes erzeugt, welche für die Pumpwirkung durchaus
nachteilig sind.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine Quecksilberdampf strahlpumpe
nach Patent 4o6444 mit mehreren Stufen, bei der die
einzelnen Stufen
durch konzentrische Führungsrohre gebildet sind und bei welcher die konzentrischen
Führungsrohre für den direkten Eintritt des Quecksilberfrischdainpfes gegenüber
der Verdampfungsoberfläche des puecksilbers sämtlich offen sind.
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Nach der Erfindung soll also eine der Stufenzahl entsprechende Zahl
an sich einsatzfreier, zur Führung des strömenden Quecksilberdampfes dienender Rohre
verschiedener Durchmesser derart konzentrisch über dem Heizraum angebracht werden,
daß sie sämtlich voh dem im gleichen Heizraum erzeugten Quecksilberdampf parallel
durchströmt werden, wobei die Rohrlänge mit abnehmendem Rohrdurchmesser jeweils
zunimmt und das äußerste Rohr durch einen annähernd senkrecht eingeführten Rohrstutzen
mit dem Rezipienten verbunden ist, so daß die einströmende Luft sich zunächst im
Raum zwischen den beiden äußersten Rohren mit dem aufsteigenden Quecksilberdampf
mischt und nach oben getrieben wird, wo dieser ringförmige Räum nach außen abgeschlossen
ist und sich Einströmöffnungen für die nach Kondensation des Quecksilbers frei werdende
Luft in dem inneren, benachbarten, ringförmigen Raum befinden, in welchem der aufsteigendeQuecksilberdampf
die frei gewordene Luft wieder bindet und bis ans obere. Ende dieses Raumes weiterführt,
wo die wieder frei werdende Luft in der gleichen Weise in den dritten ringförmigen
Raum weitergeleitet wird usf., bis die in dieser Weise mehrfach verdichtete Luft
im innersten Rohr durch den aufsteigenden Quecksilberdampf dem am oberen Ende dieses
Rohres befindlichen Ansatzstutzen für die Vorvakuumpumpe zugeführt wird, wobei die
dem Gasgemisch zur Führung dienenden Teile aller Rohre von einer allen gemeinsamen
Kühleinrichtung gekühlt werden.
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Diese Pumpe sei an Hand des Ausführungsbeispiels der Abbildungen näher
erläutert.
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In der Abbildung bedeutet i den Heizkörper, lt das im Heizraum befindliche
Quecksilber, a, a1, a2, a3 die konzentrisch. ineinandergesteckten Führungsrohre
für den aufsteigenden Quecksilberdampf, wobei die Rohrlänge von a3 größer als die
von a2, diese ,größer als ,die Rohrl,ängevonal undidi!es,e schließlich größeraJs
die von a ist. Die zwischen diesen Rohren befindlichen riugförm@gen Räumwind am
oberen Teil nach außen durch die Kuppen m, m, % abgeschlossen, jedoch befinden
sich an dieser Stelle jeweils Öffnungen o, oz, o.., welche der verdichteten Luft
den Eintritt in den nächsteninneren rimg%örmigen Raum gestatten. An dem äußersten
Rvhra befindet sich der Rohrstutzen b, welcher senkrecht zu.a raufgesetzt ist und
mit dem Rezipientenän.Verbindunä,steht. Die Luft L des Rezipienten strömt also durch
die Öffnung n in den Stutzen b und von diesem in den von dem Rohr a und dem Rohr
a1 begrenzten ringförmigen Raum, in welchem Quecksilberdampf aufsteigt. Der Quecksilberdampf
bindet die einströmende Luft und führt sie an das obere Ende des ringförmigen Raumes.
Da nun aber das Rohr a an dem am Stutzen b und oberhalb desselben liegenden Teil
durch die das Kühlgefäß d durchfließende Flüssigkeit g gekühlt wird, so kondensiert
der Quecksilberdampf an der Rohrwand von a und durch die Öffnung o tritt nur die
verdichtete Luft in den nächst inneren ringförmigen, von al und a. begrenzten Raum.
Da nun in diesem wieder Ouecksilberdampf aufsteigt, so wiederholt sich der Vorgang
in der gleichen Weise, so oft als Stufen vorhanden sind. 'Im innersten, mit der
Kuppe rn3 versehenen Rohr a3 gelangt die verdichtete Luft bei ihrem Auftrieb schließlich
an den Stutzen c, an dessen oberen Ende sich die Öffnung o3 befindet, durch welche
die mehrstufig verdichtete Luft in die zur Vorvakuumpumpe führende Leitung eintritt.
Es ist zu beachten, daß das in den verschiedenen Räumen kondensierte Quecksilber
wieder ungehindert in den geheizten Quecksilberbehälter herabrinnt, so daß der Kreislauf
zwischen Verdampfung und Kondensation stets mit dem gleichen Material erfolgt. Diese
Pumpe stellt also eine Hintereinanderschaltung mehrerer Pumpen gemäß dem Hauptpatent
dar, bei welcher allen in dieser Weise kombinierten Pumpen die Heizeinrichtung,
der Heizraum, das Quecksilber und die Kühleinrichtung gemeinsam ist, und es ist
außerordentlich günstig, daß das Kühlwasser, welches durch den Stutzen e zu- und
durch den Stutzen f abfließt, zuerst das Rohr a umspült, in welches
die Luft des Rezipienten einströmt. Der Stutzen b ist dabei mitgekühlt und es ist
dieses sehr wichtig, weil einerseits damit der Eintritt von Quecksilberdampf in
den Rezipienten verhindert wird, und andererseits die Zone, in welcher der Quecksilberdampf
in Nebel übergeht, gerade an die Einströmungsstelle der Luft verlegt wird.
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Wird in der beschriebenen Weise durch die mehrstufig wirkepde Luftpumpe
das Druckgefälle stark erhöht, dann kann eine bedeutend kleinere Vorvakuumpumpe
verwendet werden und unter Umständen wird man sogar .mit einfacheren Strahlpumpen
auskommen. In diesem Falle ist es besonders vorteilhaft, als Vorvakuumpumpe eine
Wasserstrahlpumpe zu verwenden, welcher man das dem Stutzen f entströmende Kühlwasser
der Hochvakuumpumpe zuführt, da dann das verwendete Wasser einem zweifachen Zweck
dient.