DE925061C - Vakuumpumpe - Google Patents

Vakuumpumpe

Info

Publication number
DE925061C
DE925061C DEE4277A DEE0004277A DE925061C DE 925061 C DE925061 C DE 925061C DE E4277 A DEE4277 A DE E4277A DE E0004277 A DEE0004277 A DE E0004277A DE 925061 C DE925061 C DE 925061C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
evaporator
line
condensate
vacuum pump
diffuser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEE4277A
Other languages
English (en)
Inventor
Judd Hughes Black
Horace Glynn Warren
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Consolidated Vacuum Corp
Original Assignee
Consolidated Vacuum Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Consolidated Vacuum Corp filed Critical Consolidated Vacuum Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE925061C publication Critical patent/DE925061C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F9/00Diffusion pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Description

  • Vakuumpumpe Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Vakuumpumpe, bei der ein organisches Pumpenmedium einen Kreislauf Verdampfer-Dampfle,itun' Ejelztor-Diffusor-Strahlpumpe-Kondensor-Kond@en.satleitung-Verdampfer durchläuft, und eine nasch diesem Verfahren wirkende Vakuumpumpe.
  • Es eist eine Reihe von Hochvakuumpumpen he kannt, bei denen in einem Verdampfer eine organische Pumpenflüssigkeit verdampft wird und über eine oder mehrere Dampfleitungen einer Ejektor-Diffusor-Strahlpumpe oder einem System von hintereinandergeschalteten oder. parallel geschalteten Eje'ktor-Diffusor-Strahlpumpenzugeleitet wird. Die Ejektor-Diffusor-Strahlpumpen stehen einerseits mit einer Vorpumpe und andererseits mit dem zu evakuierenden System so in Verbindung, daß die aus dem Ejektor ausströmenden Pumpenflüssigkeitsmoleküle die Gasmoleküle des zu evakuierenden Systems mitreißen und der Vorpumpe zuführen. Die Dämpfe des Pumpenmediums werden unmittelbar nach der Ejektor-Diffusor-Strahlpumpe so kondensiert, daß sie nicht von der Vorpumpe angesaugt werden. Das anfallende Kondensat soll nun, damit ein kontinuierlicher Betrieb der Vakuumpumpe ermöglicht wird, in den Verdampfer zurückgeleitet werden. Zu diesem Zweck wird der Kondensor über eine Leitung mit dem Verdampfer verbundeIi. Es ist bekannt; eine derartige Leitung als im wesentlichen vertikal verlaufende Falleitung auszubilden, deren Höhenunterschied ausreicht, daß das Kondensat die Differenz zwischen dem im Verdampfer herrschenden Dampfdruck und dem Vorpumpendruck überwindet. Da ein solches Leitungssystem einen verhältnismäßig großen Raumbedarf der Pumpe mit sich bringt (der Verdampfer muß mindestens den Abstand der erforderlichen Kondensathöhe von .dem Ejektor-Diffusor-Strahlpumpensystem haben) und derartige Leitungssysteme leicht undicht werden, ist man dazu übergegangen, in die Kondensatrückleitung mechanische Pumpen einzuschalten. Die mechanischen Pumpen weisen nun andererseits den Nachteil einer großen Störanfälligkeit auf.
  • Die Differenz des Vorpumpendrucks und Dampfdrucks im Verdampfer ist nun keineswegs als konstant anzusehen, sondern ist im wesentlichen ab-hängig erstens von der im Verdampfer herrschenden Temperatur und zweitens von der Zusammensetzung der Pumpenflüssigkeit, die sich im Laufe des Betriebes durch Abwandern der leichtflüchtigen Bestandteile und Bildung schwersiedender Zerfallsprodukte ihrerseits ändert, und drittens vom Vorpumpendruck; der seinerseits- von dem Grad der Evakuierung abhängig ist. Wenn der Rücktreibdruck des Kondensats in den Verdampfer zu gering ist, werden Teile des Pumpenlüssigkeitskondensats in die Vorpumpe mitgerissen und gehen verloren. Wenn der Rücktreibdruck zu hoch ist, werden Gasteile des zu evakuierenden Systems mit angesaugt, was eine Verschlechterung des mit der Pumpe maximal zu erreichenden Vakuumgrades mit sich bringt.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Kondensatrückleitung so auszubilden, daß der auf das Kondensat einwirkende Rücktreibdruck selbsttätig gleich ist der Druckdifferenz Dampfdruck im Verdampfer und Vorpumpendrugk. Es sollen dabei keine Mittel verwendet werden., die einen größeren Raumbedarf der Vakuumpumpe zur Folge haben oder zu! Störungen; insbesondere zu Undichtheiten, neigen könnten.
  • Die Lösung der Aufgabe wird im wesentlichen dadurch ermöglicht, daß mindestens ein zweiter Kreislauf für die Pumpenflüssigkeit, nämlich Verdampfer - Dampfleitung - Nebendampfleitung-Kondensatleitung-Verdampfer zusätzlich zu dem Hauptkreislauf Verdampfer-Dampfleitung-Ejektor-D iffusor-S trahlpumpe - Kondensor - Kondensatleitung-Verdampfer gebildet wird.
  • In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer nach dem. genannten Verfahren wirkenden Vakuumpumpe dargestellt. Die Figur zeigt einen teil-,veise ausgebrochenen und schematisierten Ouerschnitt einer Vakuumpumpe.
  • Die Vakuumpumpe besteht im wesentlichen aus einem Verdampfer 13, einer Dampfleitung 16, einem Ejektor i i, einem Diffusor ro und einer Kondensatrückleitung 18, 17, ig sowie aus einer in die Kondensatrückleitung mündenden Nebendampfleitung 22. Der Vetdampfer besteht atis einem Behälter 13, der unterhalb des Pumpensystems i o, ii angeordnet ist. Der Behälter 13 ist mit einer organischen Purnpenlüs:sigkeit, -wie Phrhülatester oder Sebacatester oder Tetrasilan od. dgl., gefüllt, die durch ein Heizelement 1q., beispielsweise durch einen elektrischen Tauchkörper oder einen anderen bekannten Heizkörper, erhitzt wird. Die anfallenden Pumpenflüssigkeitsdämpfe werden durch die Hauptdampfleitung 16 zu der Ejektor-Diffusor-Anordnung io, r i geleitet.
  • Der Ejektor i i besteht aus einer trichterförmigen Strahldüse, die in den Diffusor io so hineinragt, daß die Gase des an den Anschluß 23 angeschlossenen Systems abgesaugt werden. Um den Diffusor io ist eine Kühlschlange 12, so gelegt, daß eine günstige Wärmeübertragung von dem Diffusor io auf die Kühlschlange i2 gewährleistet ist. Die Kühlschlange 12 verläuft mindestens über den dem Ejektor i i abgekehrten Teil des Diffusors io, vorzugsweise jedoch über die gesamte Länge des Diffusors io.
  • Die durch den Ejektor ii austretenden Pumpenflüssigkeitsdämpfe schlagen sich an den gekühlten Diffusorwänden nieder und werden in der Kondensatteitung 18 gesammelt und durch die Rückleitung ig in den Verdampfer 13 zurückgeleitet. Zwischen der Kondiensatleitungi8 unid der Rückleitung i9 ist ein im wesentlichen vertikal stehendes Diffusionsrohr 17 eingeschaltet. In das obere Ende des Diffusionsrohres 17 ragt eine nach abwärts in den Durchgang des Diffusionsrohres 17 gerichtete Düse 21, die über die Nebendampfleitung 22 mit der Hauptdampfleitung 16 in Verbindung steht. Die Nebendlampfleitung 22 mündet dabei in die, Hauptdarnpfleitung an einem zwischen dem Verdampfer 13 und ide@m Ejekto@r ii liegenden Punkt.
  • Der Diffusor io ist an seinem den Ejektor i i aufnehmenden NTiederdruckende erweitert. An dem Niederdruckende ist ein Einlaßrohrstutzen 23 vorgesehen, über den das zu evakuierende System an dieVakuumpumpeangeschlossen wird. An dem dem Niederdrtickende gegenüberliegenden Hochdruckende des Diffusors io ist eine Auslaflöffnung 24 angeordnet, über die die Vakuumpumpe mit einer mechanischen Vorpumpe verbunden wird.
  • Der Ejektor i i ist an seiner Mündung in die Hauptdampfleitung 16 trichterförmig erweitert. Die Einlaßöffnung 23 mündet hinter der Öffnung des Ejektortrichters i i, so daß ein Zurückströmen der verdampften Flüssigkeit in das zu evakuierende System auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist.
  • Das in die Kondensatrückleitung ig eingeschaltete Diffusionsrohr 17 ist als Venturirohr ausgebildet, d. h., es besteht aus einem nach abwärts sich verengenden oberen Teil, einem verengten Durchgang und einem sich weiter nach unten erweiternden unteren Teil. Die Düse 21, die ebenfalls vorzugsweise gegen ihre Mündung trichterförmig erweitert ist, ist in dem sich verengenden oberen Teil des Diffwsioms.-rohres 17 angeordnet und gegen den verengten Durchgang desselben gerichtet. Die Kondensatleitung 18, die das Diffusionsrohr 17 mit dem pumpenden Ejektor-Diffusor-System io, ii verbindet, mündet in dem oberen Teil des Diffusionsrohres 17 an einem oberhalb der Mündung der Düse 2 1 gelegenen Punkt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das pumpende Diffusor-Ejeletor-System io, ii im wesentlichen waagerecht angeordnet. Die Kühlmittelleitung 12 erstreckt sich dabei über die ganze Länge des Diffusorroh.re s io.
  • Die Kondensatleitung 18 ist vorzugsweise verzweigt. Die Kondensatrückleitung i9, die das untere Ende des Diffusionsrohres 17 mit dem Verdampfer 13 verbindet, mündet in den Verdampfer 13, vorzugsweise unterhalb des normalen Flüssigkeitspegels.
  • Die Nebendampfleitung 22, die die Düse 21 mit der Hauptdampfleitung 16 verbindet, weist vorzugsweise einen wesentlich kleineren Durchmesser auf als die Hauptdampfleitung 16. Der Verdampferbehälter 13, die Hauptdampfleitung 16 und die Nebendampfleitung 22 sind mit einer Wärmeisolationsschicht 28 umgeben. Ein Abflußstutzen 26 am Verdampferbehälter 13 dient zum Entleeren der Pumpenflüssigkeit.
  • Der Behälter 13 und der pumpende Diffusor io sind vorzugsweise mit einem Druckmesser 27 verbunden, der eine Ablesung der Druckdifferenz zwischen dem Dampfdruck des Verdampfers 13 und dem Vorpumpendruck ermöglicht.
  • Die Wirkungsweise der Pumpe ist zusammengefaßt im wesentlichen folgende: Die Einlaßöffnung 23 wird mit dem zu evakuierenden System und die Auslaßöffnung 24 mit einer Vorpumpe verblunden. Durch die Kühlschlange 12 wird eine geeignete Kühlflüssigkeit getrieben. Der Verdampferbehälter 13 wird mit einer Pumpenflüssigkeit gefüllt, die durch den Heizkörper 1d. verdampft wird. Die indem Verdampfer 13 erzeugten Pumpenflüssigkeitsdämpfe werden durch die Hauptdampfleitung 16 aufwärts zum Ejektor ii geleitet und treten durch dessen trichterförmig erweiterte Mündung in den verengten Durchgang des Diffusors io aus. Sie expandieren gegen das erweiterte Hochdruckende des Diffusors io und evakuieren so das an die Einlaßöffnung 23 angeschlossene System.
  • Während des Durchgangs durch den Diffusor io kühlen sich die Pumpenflüssigkeitsdämpfe an den durch die Kühlschlange 12 gekühlten Diffusorwänden ab und kondensieren im Diffusor. Das anfallende Pumpenflüssigkeitskondensat fließt durch die Kondensatleitung 18 zu dem Diffusionsrohr 17 und wird in diesem durch die über die Nebendampfleitung 22 aus der Düse 2i austretenden Pumpenflüssigkeitsdämpfe in die Kondensatrückleitung i9 gedrückt. Die durch die Düse 21 austretenden Pumpenflüssigkeitsdämpfe kondensieren mindestens teilweise, wenn sie mit dem kühleren Kondensat in Berührung kommen, und geben ihre Wärme an das Kondensat ab, das so vor seinem Eintritt in den Verdampfer 13 vorgewärmt wird. Da das Kondensat und die Pumpenflüssigkeitsdämpfe abwärts in den verengten oberen Teil des Diffusionsrohres 17 strömen, erhöht sich die Geschwindigkeit des Kondensats und verringert sich der auf das Kondensat wirkende Druck. Nach dem Durchtritt durch den verengten Durchgang des Diffusionsrohres 17 verringert sich wiederum die Geschwindigkeit und erhöht sich dementsprechend der auf die Flüssigkeit wirkende Druck. Da die Hauptdampfleitung 16 und d:ie Nebendampfleitung 22 isoliert sind, ergibt sich ein sehr geringer, für das Zurücktreiben des Kondensats aufzuwendender Energieverlust. Die Wärmeenergie,der durch die Nebendampf leitu.ng 22 in die Düse 21 austretenden Pumpenflüssigkeitsdämpfe wird außerdemeur Vorwärmung des Kondensats benutzt.
  • Die Vakuumpumpe ist unabhängig von der hydrostatischen Höhe des in den Verdampferbehälter 13 entgegen dem dort herrschenden Dampfdruck zurückzuleitenden Kondensats. Sie kann daher in viel gedrängterer Form ausgeführt werden, als dies bei einer nur nach dem Falleitungsprinzip wirkenden Kondensatrückleitung möglich wäre.
  • In der ganzen Vakuumpumpe sind keine Einrichtungen vorgesehen, die bewegliche Teile benötigen würden. Aus diesem Grunde ist die Pumpe auch keinen mechanischen Störungen ausgesetzt. Bei einem Ansteigen des Dampfdruckes im Verdampfer 13 treten die durch die Nebendampfleitung 22 abgezogenen Pumpenflüssigkeitsdämpfe ebenfalls mit höherem Anfangsdruck und höherer Geschwindigkeit in die Düse 2i aus. Das in dem Diffusionsrohr 17 angesammelte Kondensat wird dementsprechend mit größerem Druck in den Verdampfer 13 zurückgetrieben. Die Einrichtung stellt sich also jeweils selbsttätig auf den geänderten Dampfdruck im Verdampfer 13 ein.
  • Die Vakuumpumpe gemäß der Erfindung kann mit einem Hochdruckverdampfer betrieben werden, so daß .die Pumpe mit stärkerer Pumpenwirkung auch gegen höhere Vordrücke arbeiten kann.
  • Nachdem nun die Erfindung ausführlich an einem Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann der Fachmann den Erfindungsgedanken jeweils ohne weiteres den vorliegenden Gegebenheiten anpassen. Es können natürlich ebenso Diffusionspumpen mit mehreren hintereinander und parallel geschalteten Ejektor-Diffusor-Systemen aufgebaut werden.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betrieb einer Vakuumpumpe, bei der eine organische Pumpenflüssigkeit zum Teil in gasförmigem Aggregatzustand einen Kreislauf Verdampfer-Dampfleitung-Ejektor-Diffusor-Strahlpumpe-Kondensor-Kondensatleitung-V%erdampfer durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zweiter Kreislauf für die Pumpenflüssigkeit, nämlich V erdampfer-Dampfleitung-Nebendampfleitung-Kondensatleitung-Verdampfer zusätzlich zu dem Hauptkreislauf gebildet wird.
  2. 2. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch i wirkende Vakuumpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kondensatleitung (i8, i9) ein Diffusionsrohr (i7) eingeschaltet ist, in das eine Düse (21) wirkt, die über eine Nebendampfleitung mit der Dampfleitung in Verbindung steht.
  3. 3. Valzuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (21) trichterförmig mit in das Diffusionsrohr gerichteter Trichteröffnung ausgebildet ist.
  4. 4. Vakuumpumpe nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Diffusionsrohr aus einem oberen, an die Ejektor-Diffusor-Strahlpumpe angeschlossenen, sich nach unten verengenden Teil und einem unteren, mit dem Verdampfer (13) in Verbindung stehenden, sich nach unten erweiternden Teil besteht und daß die Düse (21) im oberen Teil des Diffusionsrohres (17) nach unten wirkt.
  5. 5. Vakuumpumpe nach Ansprüchen :2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebendampfleitung (22) einen. geringeren Durchmesser aufweist als die Dampfleitung (16).
  6. 6. Vakuumpumpe nach Ansprüchen :2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Diffusionsrohr (17) mit dem Verdampfer (13) verbindende Kondensatleitung unterhalb des normalen Flüssigkeitsstandes im Verdampfer mündet.
  7. 7. Vakuumpumpe nach Ansprüchen :2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatleiteng und das Diffusionsrohr (17) als Fallleitungen ausgebildet sind, in denen das Kondensat infolge seiner Schwerkraft von dem Kon-@densor @in Richtung auf den Verdampfer (13) fließt. B.
  8. Vakuumpumpe nach Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensor mit dem Verdampfer (13) über eine Nebenleitung (27) verbunden ist, die so ausgebildet ist oder mit solchen Hilfsmitteln versehen ist, daß die Differenz des im Behälter (13) herrschenden und des im Kondensor herrschenden Dampfdruckes meßbar ist.
  9. 9. Vakuumpumpe nach Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kondensatleitung (18) vor deren Einmünden in das Diffusionsrohr (17) eine Hilfskondensatleitung mündet, die das auf der Niederdruckseite der Ejektor-Diffusor-Strahlpumpe anfallende Kondensat ableitet. 1o. Vakuumpumpe nach Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebendampfleitung (ä2) mit einer Wärmeisolationsschicht umgeben ist. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 379 436.
DEE4277A 1950-09-01 1951-08-29 Vakuumpumpe Expired DE925061C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US925061XA 1950-09-01 1950-09-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE925061C true DE925061C (de) 1955-03-10

Family

ID=22233558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEE4277A Expired DE925061C (de) 1950-09-01 1951-08-29 Vakuumpumpe

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE925061C (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2379436A (en) * 1942-05-20 1945-07-03 Distillation Products Inc Method and apparatus for producing vacuums

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2379436A (en) * 1942-05-20 1945-07-03 Distillation Products Inc Method and apparatus for producing vacuums

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3874570T2 (de) Veraenderliches durchflusssystem fuer hydrokinetische verstaerker.
DE1261525B (de) Verdampfer fuer verfluessigte Gase
DE2717543C3 (de) Verfahren zum Destillieren einer Flüssigkeit und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE1551318B2 (de) Vorrichtung zum erzeugen von kaelte
DE925061C (de) Vakuumpumpe
DE102020132580A1 (de) Austreibung entzündlicher Gase aus einem Heiz/Solekreislauf
DE2132265A1 (de) Verdunstungswaermetauscher mit Injektor
DE2618764C2 (de)
EP0139780B1 (de) Vorrichtung zum Transport von Körpern mittels einer in einer Rohrleitung strömenden Flüssigkeit
DE3001995C2 (de)
DE220485C (de)
CH326705A (de) Kühleinrichtung, insbesondere Verflüssiger für Kälteanlagen
DE2111465A1 (de) Verdampfungs- und Destillationssystem
DE492774C (de) Metalldampfpumpe
DE4243687C1 (de) Vakuumanlage, insbesondere für die Sekundärmetallurgie
DE2618434C3 (de) Kühleinrichtung für einen intermittierend betriebenen Ofen
DE566989C (de) Vorrichtung zum Entlueften des z. B. durch eine Brause in Form feiner Troepfchen in den Oberflaechenkondensator eingefuehrten Zusatzwassers
DE396220C (de) Vorrichtung zum kontinuierlichen Verdampfen von Fluessigkeiten
DE1551318C3 (de) Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte
DE1503696A1 (de) Absaugvorrichtung
DE904291C (de) Vorrichtung zur Vakuum-Entgasung, Vorwaermung und Speicherung von Fluessigkeiten mit doppelter Entgasung
AT218663B (de) Einrichtung zum Eindampfen einer wässerigen Lösung, insbesondere von Sole
DE1124015B (de) Verfahren und Vorrichtung zur UEberfuehrung von aus Trocknern oder Verdampfern stammenden Brueden in den festen Aggregatzustand
DE4119863C2 (de) Vorrichtung zum Abschrecken von erwärmten Metallteilen mit einer Einrichtung zum Absaugen von Dämpfen
DE330193C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verfluessigung von Ammoniakgas