DE940421C - Mehrstufige Kondensationspumpe zur Fraktionierung mit mehreren Kesseln - Google Patents

Mehrstufige Kondensationspumpe zur Fraktionierung mit mehreren Kesseln

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DE940421C
DE940421C DEE2985A DEE0002985A DE940421C DE 940421 C DE940421 C DE 940421C DE E2985 A DEE2985 A DE E2985A DE E0002985 A DEE0002985 A DE E0002985A DE 940421 C DE940421 C DE 940421C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pump
nozzle
boiler
fractionation
chambers
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Expired
Application number
DEE2985A
Other languages
English (en)
Inventor
Merriam Edward Johnson
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Consolidated Vacuum Corp filed Critical Consolidated Vacuum Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE940421C publication Critical patent/DE940421C/de
Expired legal-status Critical Current

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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

  • Mehrstufige Kondensationspumpe zur Fraktionierung mit mehreren Kesseln Die Erfindung bezieht sich auf mehrstufige Kondensationspumpen mit konzentrisch in Röhren stehenden Strahldüsen, von denen eine vom Niederdruck Diffusortyp und eine andere vom Schirmtyp ist, und die Schirmdüse die in einem Kessel entwickelten Gase der Pumpenflüssigkeit in das umgebende Rohr hinein- und die Diffusionstype sie wieder herauspumpt.
  • Diese Pumpen werden im allgemeinen so gestaltet, daß das die Strahlendüse umgebende senkrecht stehende Rohr gleichzeitig das Pumpengehäuse bildet. Sein eines Ende ist geschlossen und dient als Kessel für .die Pumpflüssigkeit, während das andere Ende an das zu evakuierende System angeschlossen wird. Von ihm zweigt in geringer Entfernung über dem Kessel seitlich ein weiteres Rohr ab, an welches die Luftpumpe zur Erzeugung eines Vorvakuums angeschlossen ist. In diesen Abzweig mündet mitunter eine weitere gleichfalls vom Kessel gespeiste Diffusionsdüse. Die sich über eine größere Länge des sie umgebenden Rohres erstreckende Strahldüse steht mit dem unteren sich trichterartig erweiternden und Durchbrechung aufweisenden Ende auf dem Kesselboden auf, wobei zwischen der trichterartigen Erweiterung des Strahlrohres und dem es umgebenden Rohr gerade so viel Zwischenraum belassen ist, daß das herablaufende Kondensat durch ihn wieder in den Kessel gelangen kann. Das Kondensat kommt dabei mit der heißen Wandung der Strahldüse in Berührung und verdampft teilweise, bevor es in den Kessel gelangt. Dadurch entsteht in dem äußeren Rohr eine Dampfströmung, welche dem von der Diffusionsdüse ausgehenden Gasstrahl entgegenwirkt und dadurch dessen Wirkung beeinträchtigt. Für die Schirmdüse und die Diffusionsdüse wurde dabei vielfach ein einziges Gaszuführungsrohr verwendet, in -"velchem die beiden Düsen in verschiedener Höhe angeordnet sind. Bei anderen Ausführungen wird für jede Düse ein besonderes Strahlrohr verwendet, unter konzentrischer Anordnung der Strahlrohre ineinander. Diese verschiedenen Strahlrohre gehen von einem gemeinsamen Kessel aus, der durch die verschiedenen Rohre in konzentrische miteinander in Verbindung stehende Ringräume aufgeteilt ist. Der Kessel ist dabei in der Regel durch eine Platte abgedeckt, die von den Strahlrohren durchdrungen wird und diese hält. Auf dieser Platte sammelt sich das Kondensat, um durch einen Abfluß wieder in den Kessel -zu gelangen. Da die Platte dem Kessel sehr nahe liegt, wird auch sie sehr heiß, so daß das Kondensat verdampft, bevor es in den Kessel gelangen kann.
  • Es wurde auch vorgeschlagen, zur Erhöhung der Wirkung mehrere Kessel zu verwenden und von jedem Kessel ein besonderes Strahlrohr mit Düse ausgehen zu lassen. Dabei wurden die Kessel getrennt voneinander angeordnet und die die Strahldüsen umgebenden Rohre durch eine Querleitung verbunden. Die so gestalteten Pumpen benötigen viel Raum.
  • Schließlich ist eine Pumpe mit mehreren konzentrisch ineinander angeordneten Strahldüsen bekannt, bei denen das sie alle umgebende Rohr waagerecht verläuft. Es wird mit dem einen Ende an das zu evakuierende System und mit dem anderen Ende an die Luftpumpe zur Erzeugung des Vorvakuums angeschlossen. Der bei senkrecht stehendem Rohr vorhandene seitliche Abzweig zum Anschluß der Vorvakuumpümpe erübrigt sich dabei. Bei dieser Einrichtung sind an der unten liegenden Seite des waagerechten Rohres mehrere unmittelbar nebeneinander angebrachte Kessel in einer solchen Anordnung vorhanden, daß der Spiegel der in ihnen enthaltenen Flüssigkeit parallel zur Achse des waagerechten Rohres steht. Jedes Strahlrohr geht von einem anderen Kessel aus, es muß dabei jedoch nach dem Kessel zu winklig abgebogen werden. Durch diese Abbiegung wird die Richtung der vom Kessel nach dem Düsenausfluß strömenden Gase abgelenkt. -Diese Ablenkung führt zu Stauungen und Reibung, welche die Wirkung der Pumpe beeinträchtigen.
  • Sämtliche bekannten Pumpen sind in ihrem Aufbau derart, daß die Zusammensetzung nicht unerhebliche Schwierigkeiten bereitet: Sie beanspruchen in der Regel- auch erheblichen Raum.
  • Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen besitzt die Pumpe gemäß der Erfindung ein besonderes Gehäuse. Die Kesselkammern, von deren oberer Wandung je eine Düse ausgeht,- sind durch Querteilung des allen Kammern gemeinsamen Unterteiles des Pumpengehäuses gebildet, das die Düse konzentrisch umgebende Rohr steht annähernd senkrecht zur oberen Wand des Pumpengehäuses. Daraus ergibt sich eine sehr einfache, die Herstellung wesentlich erleichternde Gestaltung bei im Verhältnis zu bekannten Einrichtungen geringem Raumbedarf. Die neue Ausführung gestattet außerdem, ein die kondensierte, nach den Kesseln zurückfließende Pumpflüssigkeit von den heißen Wänden der Kesselkammern fernhaltendes Schild vorzusehen.
  • Die Zeichnungen zeigen eine bevorzugte Form der Erfindung.
  • Fig. i ist ein Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe; Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. i, und Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. i.
  • Das zylindrische Gehäuse io ist mit dem Deckel 12 und der Grundplatte 14 versehen, die beide einen Teil von ihm bilden. 16 und 18 sind gleiche zylindrische Teile mit den zugehörigen Deckeln 2o, 22 und liegen auf der gemeinsamen Grundplatte 14 auf, und zwar vorzugsweise in den dargestellter ringförmigen Nuten 24, 26. Das elektrische Heizelement 28 wird an der Grundplatte 14 durch den hohlen Bolzen 30 festgehalten, der mit dem Inneren des Gehäuses. io in Verbindung steht und mit der Verschlußkappe 32 versehen ist.
  • 34, 36 sind auf dem Deckel 12 des zylindrischen Gehäuses io gasdicht angebrachte Leitungen. Die Leitung 34 besitzt die Platten 38 und die Leitung 36 die Platten 40, die leicht winklig angeordnet sind und Schalen zur Aufnahme des Pumpeninhalts bilden. 42 ist eine Leitung, an deren oberem Ende sich die Schirmdüse 44 befindet. Das untere Ende der Leitung 42 bildet einen Teil der Deckelplatte 22 des Zylinders 18 und steht mit dem Inneren desselben in Verbindung. Die Leitung 46 steht am unteren Ende mit der Innenseite des Zylinders 18 in Verbindung und ist konzentrisch zur Leitung 36 angeordnet, um mit dieser eine sich nicht nach außen erweiternde Düse vom Niederdruckdiffusortyp zu bilden. 48 und 5o sind Kühlschlangen, in denen Kühlflüssigkeit zwecks Kühlung der Leitungen 34, 36 umläuft. 52 ist eine mit der Leitung 42 aus einem Stück bestehende Schutzplatte, die das Abtropfen kondensierter Pumpenflüssigkeit in den Raum zwischen Deckplatte 2o und Leitung 42 verhindert.
  • Die rechtwinklige Wand 54 unterteilt das schalenförmige Teil 18 in zwei annähernd halbzylindrische Kesselkammern 58 und 6o. Durch die COffnung 56 fließt der Pumpeninhalt in flüssiger Form aus dem Kesselraum 58 in den Kesselraum 6o. 62 bezeichnet Leitbleche an der Grundplatte 14 im Kesselraum 58, die das strömende Pumpenmedium veranlassen, beim Durchfluß durch den Raum einer. indirekten Bahn zu folgen. 64 sind Bleche, die ungefähr die gleiche Funktion ausüben und das Unterteil des Kessels 6o verstärken. 66 bezeichnet die auf dem Boden des Pumpengehäuses ruhende Pumpenflüssigkeit. 68 ist eine Kerbe oder Öffnung im Unterteil der Schale 18, um,das Einströmen der Pumpenflüssigkeit in den Kessel 58 zu ermöglichen. 70 ist eine Öffnung in der unteren Kante des Zylinders 16. Beide Zylinder 16 und 18 sind sonst in lecksicherem Kontakt mit der Grundplatte 14.
  • Beim Betrieb der in den Zeichnungen dargestellten Pumpe wird das obere Ende der Leitung 34 mit dem zu evakuierenden System verbunden, während das obere Ende der Leitung 36 zu einer nicht dargestellten Pumpe führt. In den Schlangen 48 und 5o läuft Kühlflüssigkeit um, und nach Anstellung des Heizelementes 28 verdampft die Pumpenflüssigkeit und strömt nach oben durch die Kamine 42, 46. Die Dämpfe im Kamin 42 werden durch die Schirmdüse 44 umgekehrt und so in Form eines mit hoher Geschwindigkeit austretenden Strahls nach unten gerichtet und reißen Gase aus dem oberen Teil der Leitung 34 mit. Die aus dem zu evakuierenden System kommenden Gase werden daher nach unten in das Oberteil des Gehäuses io getrieben. Das ausgebrauchte strömende Pumpenmedium wird an den Wänden der Leitung 34 kondensiert und fließt durch Gefälle nach der Grundplatte 14, um den ringförmigen Raum zwischen Gehäuse io und Teil 16 und dann durch die Öffnungen 70 und 68.
  • Die durch die Leitung 46 nach oben strömenden Dämpfe reißen die Gase im Oberteil des Gehäuses io mit und treiben sie in das Oberteil der Leitung 36, wo sie durch eine nicht dargestellte Pumpe entfernt werden. Die verbrauchten Dämpfe der Düse 46 werden teilweise kondensiert und durch die Platten 40 gehalten. Diese Dämpfe werden daher teilweise fraktionierte und die flüchtigsten Teile derselben in den von den Platten 4o gebildeten Rinnen festgehalten. Die restliche Pumpenflüssigkeit fließt an der Wand der Leitung 36 herunter, tropft auf die Wärmeplatte 2o und fließt dann auf den Boden des ringförmigen Raums zwischen dem Gehäuse io und Zylinder 16. Diese Pumpenflüssigkeit mischt sich mit der Pumpenflüssigkeit der Düse 44, und die Mischung fließt durch die Öffnungen 7o, 68 in die Kesselkammer 58, wo sie zwischen den Leitblechen 62 weiterfließt, wobei bei jedem Durchgang die flüchtigeren Bestandteile verdampft werden und nach oben durch die Leitung 46 strömen. Die Bestandteile mit niedrigstem Dampfdruck bleiben unverdampft und fließen durch die Öffnung 56 in den Boden der Wand 54 und dann in den Kesselraum 6o, wo die Teile mit niedrigstem Druck verdampft werden, nach oben durch die Leitung 42 strömen und als Strahl mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse 44 austreten. Auf diese Weise wird durch die Pumpe das strömende Medium wirksam fraktioniert, indem die Bestandteile mit hohem Dampfdruck auf der Hochdruckseite und die mit niedrigem Druck auf der Niederdruckseite verwendet werden.
  • Wenn auch eine Pumpe mit zwei Düsen beschrieben ist, so kann doch offenbar die Düsenzahl durch Unterteilung der Pumpen- und Kesselkammern in der Zahl der Düsen entsprechende Räume erhöht werden. Ferner sind die bevorzugt verwendeten Platten 38 und 4o nicht nötig. Die Platten 40 können horizontal angeordnet sein, um nur den Verlust von Pumpenflüssigkeit zu verhindern, anstatt die doppelte Funktion der Fraktionierung und des Schutzes zu erfüllen. Die Wärmeplatte 2o kann durch alternative Konstruktionen, wie beispielsweise Isolierung, ersetzt werden. Die Leitbleche 62 und 64 ergeben eine bessere Fraktionierung und verstärken auch die Grundplatte 14, aber auch deren Verwendung kann unterbleiben.
  • Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Pumpe bei verhältnismäßig niedrigen Kosten für die Massenherstellung geeignet ist. Ein besonderer Vorzug besteht darin, daß bei der Konstruktion Metallbestandteile, die sich leicht stanzen oder drehen lassen, benutzt werden. Die Pumpe läßt sich bequem zusammenbauen und behält ihren Wert im Gebrauch bei.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Mehrstufige Kondensationspumpe zur Fraktionierung mit mehreren Kesseln und konzentrisch in Rohren stehenden Strahldüsen, von denen eine vom Niederdruckdiffusortyp und eine andere vom Schirmtyp ist, wobei die Schirmdüse die Gase in das umgebende Rohr hinein- und die Diffusordüse sie daraus wieder herauspumpt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kesselkammern, von deren oberer Wandung je eine Düse ausgeht, durch Querteilung des allen Kammern gemeinsamen Unterteiles des Pumpengehäuses gebildet sind, die die Düse konzentrisch umgebenden Rohre annähernd senkrecht zur oberen Wand des Pumpengehäuses stehen und schließlich ein die kondensierte, nach den Kesseln zurückfließende Pumpflüssigkeit von den heißen Wänden der Kesselkammern fernhaltendes Schild vorgesehen ist. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 361 2,45; britische Patentschrift Nr. 514 82O.
DEE2985A 1944-11-04 1950-10-01 Mehrstufige Kondensationspumpe zur Fraktionierung mit mehreren Kesseln Expired DE940421C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US940421XA 1944-11-04 1944-11-04

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DE940421C true DE940421C (de) 1956-03-15

Family

ID=22242470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEE2985A Expired DE940421C (de) 1944-11-04 1950-10-01 Mehrstufige Kondensationspumpe zur Fraktionierung mit mehreren Kesseln

Country Status (1)

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DE (1) DE940421C (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB514820A (en) * 1938-05-11 1939-11-20 Kodak Ltd Improvements in high vacuum condensation or diffusion pumps
US2361245A (en) * 1943-03-27 1944-10-24 Westinghouse Electric & Mfg Co Vacuum pump

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB514820A (en) * 1938-05-11 1939-11-20 Kodak Ltd Improvements in high vacuum condensation or diffusion pumps
US2361245A (en) * 1943-03-27 1944-10-24 Westinghouse Electric & Mfg Co Vacuum pump

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