DE968232C

DE968232C - Fluessigkeitsring-Vakuumpumpe mit vorgeschaltetem Strahlsauger

Info

Publication number: DE968232C
Application number: DES28932A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinrich Engels; Dipl-Ing Hans-Georg Reinhardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-06-17
Filing date: 1952-06-17
Publication date: 1958-01-30

Description

Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe mit vorgeschaltetem Strahlsauger Zur Förderung von gasförinigen Medien sind sogenannte Flüssigkeitsringpumpen bekanntgeworden, bei denen ein exzentrisch rotierender Schaufelkranz bei seinem Umlauf einen Flüssigkeitsring erzeugt, der zu der Abdichtung der durch die Schaufeln gebildeten Kammern gegenüber dem Gehäuse dient, so daß das gasförinige Medium in diesen Kammern mitgenommen wird. Eine derartige Flüssigkeitsringpumpe ist unter anderem auch bereits in Zusammenarbeit mit einem Strahlsauger bekanntgeworden, der der Flüssigkeitsringpumpe vorgeschaltet ist, wobei dieser Strahlsauger mit Flüssigkeit als Treibmittel arbeitet.
Es ist weiter bereits eine Vorrichtung zur Erhöhung der Saugwirkung von Turbinen, Ventilatoren und Pumpen bekanntgeworden, bei der ein Teil des bereits geförderten Arbeitsmittels über einen Strahlsauger neuerlich in die Ansaugleitung der Pumpe eingeführt wird. Eine derartige Anordnung soll den Vorteil eines Ansaugers aus größerer Tiefe mit sich bringen, jedoch wird dieser durch den Nachteil erkauft, daß die Pumpe einen Teil des Fördermittels im Kreislauf immer wieder fördern muß, also größer ausgelegt werden muß, als es all sich der Fördermenge entsprechen würde, wodurch auch der Wirkungsgrad verschlechtert wird.
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsringpumpe zur Erzeugung von hohem Vakuum.
Bei höherem Vakuum vermindern sich die effektiven Fördermengen der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen erheblich, weil der Einfluß des Dampfteildruckes der Betriebsflüssigkeit sehr groß wird. Weiterhin besteht bei hohem Vakuum die Gefahr der Kavitation mit ihren bekannten Begleiterscheinungen, Zerstörung der Laufräder, zusätzlichen Geräuschen usw. Um diese Nachteile zu verringern, ist bereits bekanntgeworden, den Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen sogenannte Strahlsauger vorzuschalten. Bei diesen Strahlsaugern wird als Treibmittel vorzu ' gsweise Wasserdampf verwendet, der beim Verlassen des Strahlsaugers in einem Kondensator niedergeschlagen wird. Die Erzeugung des Wasserdampfes für den Strahlsauger bedingt jedoch zusätzlichen Aufwand.
Unter Vermeidung dieser Nachteile erhält man eine Pumpe, mit der ein sehr hohes Vakuum erzeugt werden kann, indem bei einer Pumpe, der zur Erhöhung der Sau-wirkulig ein Strahlsauger vorgeschaltet ist, die Pumpe als Flüssigkeitsring-Vakuumptimpe ausgeführt wird, bei der dem der Pumpe vorgeschalteten Strahlsauger Gas als Treibmittel zugeordnet wird, sodann parallel zum Strahlsauger eine Umführungsleitung angeordnet wird und endlich Absperrelernente vorgesehen werden, mit deren Hilfe der Weg über die Umführungsleitung oberhalb eines bestimmten Grenzwertes des Ansaugdruckes der Flüssigkeitsringpumpe einget> ZD schaltet, bei der Unterschreitung dieses Grenzwertes aber gesperrt und der Weg über den Strahlsanger wirksam gemacht wird. Mit besonderem Vorteil kann hierbei als Treibmittel für den Strahlsauger das Fördermittel der Vakuumptimpe verwendet werden.
Dadurch, daß bei der Erfindung ein mit Gas als Treibmittel arbeitender Strahlsauger erst bei Unterschreitung eines bestimmten Ansaugdruckes der Pumpe eingeschaltet wird, wird der Flüssigkeitsring-Vaktiumpumpe ein neuer Anwendungsbereich für die Erzeugung von Hochvakuum erschlossen. Die Erfindung geht hierbei von der neuen Erkenntnis aus, daß gerade in einem bestimmten Bereich der Kenliliiiie einer Wasserringpunipe, wie diese bei der Herstellung von Hochvakuum benutzt wird, ein völlig neuer E, ffekt eintritt, der der ungünstigen Wirkung des Gasstrahlers entgegenwirkt und hierbei einen beachtlichen Gewinn hinsichtlich des Wirkungsgrades zur Folge hat. Dieser Effekt erklärt sich dadurch, daß die Laufradzellen einer Wasserring-Vaktiumpumpe im Bereich hohen Vakuums sich nach dem Daltonschen Gesetz immer mehr mit Wasserdampf anfüllen, so daß der Gasanteil auf der Saugseite der Pumpe immer geringer wird. Im Grenzfall bei geschlossenem Saugschieber sind dementsprechend die Laufradzellen nur noch mit #rasserdampf angefüllt, d. h., der Wasserrin verb 9 dampft auf der Saugseite. Der Gasanteil (p einer Wasserrin-pumpe ergibt sich nach dem Daltonschen Gesetz Hierbei bedeutet p den Gesamtdruck am Saugstutzen, Pd den Dampfteildruck bei der jeweiligen Temperatur der Betriebsflüssigkeit, also eine Größe, die aus den Dampftabellen entnommen werden kann.
Der kurvenmäßige Verlauf des Gasanteils (p ist aus Fig.:2 zu ersehen. Durch die Vorschaltung des Gasstrablers gelingt es hierbei, im Bereich des stark abfallenden Teiles der Gasmengenkurve (p den Ansangdruck zu erhöhen, beispielsweise von 15 auf 4o Torr, wodurch sich eine Erhöhung des Gasanteils und damit des volumetrischen Wirkungsgrades beispielsweise von 0,15 auf 0,7 ergibt.
Dieser Gewinn ist aus der auf Grund von Versuchsergebnissen aufgenommenen, in die Fig. 2 eingezeichneten gestrichelten Linie und dem von dieser abgegrenzten schraffierten Bereich deutlich zu erkennen. Es ist also beispielsweise auch bei einem Wert, wo die Fördermenge der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe an und für sich bereits den Wert Null hätte, noch eine erhebliche Leistung verwertbar.
Es läßt sich also dadurch, daß bei der neuen Kombination der Strahlsauger erst dann eingeschaltet wird, wenn ein gewisser, für jede Anlage ohne Schwierigkeiten feststellbarer Mindestdruckwert unterschritten wird (bei den meisten Anwendungsfällen mit kaltem Wasser als Betriebsflüssigkeit wird dieser etwa in der Höhe von 3o Torr liegen), eine volle Ausnutzung dieser Vorteile und damit eine wertvolle Bereicherung der Technik erreichen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. i der Zeichnung dargestellt. Mit i ist die Flüssigkeitsriligpumpe bezeichnet, mit 5 der dieser vongeschaltete Strahlsauger, der in an sich bekannter Weise mit einem Saugstutzen 2, einem Druckstutzen und einem Wasserabscheider 4 versehen ist.
Das Treibmittel für den Strahlsauger 5 wird der Abgasleitung hinter dem Wasserabscheider 4 elltnornmen und durch ein Absperrventil 6 sowie ein RegIelventil 7 dem Strahlsauger 5 zugeführt. Die Verwendung des Strahlsaugers ergibt erst darin eine Erhöhung der geförderten Gasmenge, wenn der Ansaugdruck aus der Anlage eine gewisse Grenze unterschritten hat. Daher wird man den Strahlsauger auch nicht vorher einschalten. Uni aber bei abgeschaltetem Strahlsauger zu vermeiden, daß das Fördermittel ständig durch den Strahlsauger angezogen wird, ist parallel zum Strahlsauger 5 eine Umführungsleitung 8 vorgesehen, welche bei Inbetriebnahine des Strahlsaugers durch das Absperrventil 9 geschlossen werden kann. Die Einschaltung des Strahlsaugers kann selbsttätig in Abhängigkeit von dem wirtschaftlichen Ansaugdruck der Flüssigkeitsringpumpe erfolgen. Zu diesein Zweck kann ein druckabhängiges Schaltglied io, beispielsweise ein Kontakt-V akuummeter, angeordnet sein, welches die z. B. elektrisch oder hydraulisch betätigten Absperrventile 6 und 9 selbsttätig steuert. Zur Inbetriebnahme des Strahlsaugers ist es erforderlich, daß das Absperrventil 6 geöffnet und das Ventil 9 geschlossen wird.
Eine Anlage, wie sie in der Fig. i dargestellt ist, eignet sich besonders in solchen Fällen, in denen eine Gasart abgesaugt wird, die sich mit atmo-ZD ZD sphärischer Luft nicht vermischen darf, da sie in diesem Fall beispielsweise ein explosives Gemisch bilden würde. Ist dagegen dieVerrnischung der abzusaugenden Gasart mit atmosphärischer Luft zulässig, so kann direkt die atmosphärische Luft als Treibmittel für den Strahlsauger verwendet werden. In diesem Fall braucht die Treibmittelleitung mit dem Absperrventil 6 und dem Regelventil 7 nicht an die Druckleitung angeschlossen zu werden, sondern kann direkt in die freie Atmosphäre einmünden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE. i. Pumpe mit zur Erhöhung der Saugwirkung vorgeschaltetem Strahlsauger, dadurch gekennzeichnet, daß, um ein hohes Vakuum erzeugen zu können, a) die Pumpe als Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe ausgeführt ist, b) dem Strahlsauger (5) Gas als Treibmittel zugeordnet ist und c) parallel zum Strahlsauger eine Umführungsleitung (8) angeordnet ist und d) Absperrelemente (6 und 9) vorgesehen sind, mit deren Hilfe der Weg über die Umführungsleitung kl oberhalb eines bestimmten Grenzwertes des Ansaugdruckes der Flüssigkeitsringpumpe eingeschaltet, bei der Unterschreitung dieses Grenzwertes aber gesperrt und der Weg über den Strahlsauger wirksam gemacht wird.
2. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibmittel für den Strahlsauger das Fördermittel der Vakuumpumpe dient. 3. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für den Strahlsauger als Treibmittel atmosphärische Luft verwendet wird. 4. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der zum Strahlsanger führenden Treibmittelleitung ein Regelventil (7) angeordnet ist. z# 5. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Strahlsauger und Vakuumpumpe ein druckabhängiges Schaltglied (io) angeordnet ist, durch das selbsttätig die Steuerung der Absperrventile erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 169:259; französische Patentschrift Nr. 89:2 2,48.