EP0058610B1 - Method and installation for producing a high vacuum using a single-stage liquid-ring pump - Google Patents

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EP0058610B1
EP0058610B1 EP82400242A EP82400242A EP0058610B1 EP 0058610 B1 EP0058610 B1 EP 0058610B1 EP 82400242 A EP82400242 A EP 82400242A EP 82400242 A EP82400242 A EP 82400242A EP 0058610 B1 EP0058610 B1 EP 0058610B1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00—Pumping installations or systems
    • F04B23/04—Combinations of two or more pumps
    • F04B23/08—Combinations of two or more pumps the pumps being of different types
    • F04B23/12—Combinations of two or more pumps the pumps being of different types at least one pump being of the rotary-piston positive-displacement type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/005—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of dissimilar working principle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/54—Installations characterised by use of jet pumps, e.g. combinations of two or more jet pumps of different type

Definitions

  • the present invention relates to an installation, of the type defined in claim 1 or 4.
  • the discharge pipe of the liquid jet ejector can lead into a liquid-gas separator comprising means connected to the suction pipe of the centrifugal pump and ensuring the return of all or part of the liquid collected in the separator , towards said centrifugal pump.
  • the gas (air), for example at 8,333.10 3 Pa, sucked in through line 9 is discharged through line 11 (for example at 28,867.10 3 Pa) and then sucked in, together with the entrained fraction of the water refrigeration of the liquid ring pump, by the water jet ejector 14 operating with pressurized water from the discharge pipe 17 of the centrifugal pump 13.
  • the gas (air) -water mixture from the ejector 14 is then discharged through line 18 into compartment 19 (at atmospheric pressure) where there is separation of air (gas) and water.
  • the latter mixed with the cooling water coming from the compartment 20 and optionally from a cooling water make-up pipe (not shown), is then sucked by the suction pipe 28 of the centrifugal pump 13.
  • the adjustment of the desired vacuum or the regulation of the power absorbed as a function of the volumetric capacity of the assembly can be carried out very simply using the manual or automatic valve 16 or alternatively by variation, manual or automatic. , of the diameter of the nozzle 15a of the water jet ejector 14.

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Abstract

An installation for rapidly obtaining a high vacuum, comprising two compression stages, the first of which is a liquid ring vacuum pump, characterized in that means are provided for instantaneously coupling or dissociating the first stage and the second stage. The invention concerns also a process intended to be used in said installation.

Description

La présente invention a pour objet une installation selon le préambule de la revendication 1 ou 4.The subject of the present invention is an installation according to the preamble of claim 1 or 4.

On sait que les pompes à vide à anneau liquide, simple étage, permettent d'atteindre des taux de compression de 9 environ, sans baisse sensible de la capacité volumétrique. Par contre, des taux de compression plus élevés ne peuvent être obtenus qu'avec une baisse importante de la capacité volumétrique, et partant, du rendement de ces pompes à vide.It is known that the single-stage liquid ring vacuum pumps make it possible to achieve compression rates of approximately 9, without appreciable reduction in the volumetric capacity. On the other hand, higher compression rates can only be obtained with a significant drop in the volumetric capacity, and consequently, in the efficiency of these vacuum pumps.

Pour remédier à ces inconvénients, il est notamment connu d'utiliser une pompe à anneau liquide, double étage, ou une pompe à anneau liquide, simple étage, associée à un éjecteur à vapeur disposé en amont de cette pompe.To overcome these drawbacks, it is known in particular to use a liquid ring pump, double stage, or a liquid ring pump, single stage, associated with a steam ejector disposed upstream of this pump.

Toutefois, bien que ces dispositifs et installations permettent l'obtention de taux de compression élevés, ils présentent d'autres inconvénients.However, although these devices and installations make it possible to obtain high compression ratios, they have other drawbacks.

Ainsi, dans le cas de l'asociation pompe à vide à anneau liquide simple étage éjecteur de vapeur en amont, la montée en vide est très lente à égalité d'énergie absorbée par rapport à la montée en vide obtenue avec une pompe à vide à anneau liquide double étage. L'énergie absorbée en fonctionnement après montée en vide est également importante.Thus, in the case of the association of a single stage liquid ring vacuum pump with a vapor ejector upstream, the rise in vacuum is very slow with equal energy consumption compared to the rise in vacuum obtained with a vacuum pump with double stage liquid ring. The energy absorbed during operation after vacuum rise is also important.

Dans le cas des pompes à vide à anneau liquide double étage, la montée en vide est plus rapide que dans le cas précédent mais les performances relatives à la rapidité de cette montée en vide restent encore insuffisantes. Cette insuffisance a pour résultat une diminution de travail effectif en particulier dans les installations sous vide nécessitant des montées en vide intermittentes nombreuses. D'autre part, les taux de compression respectifs aux 2 étages sont immuables et ne peuvent subir un changement immédiat qui permettrait une meilleure adaptation soit pendant la montée en vide, soit en marche continue. En outre, il est difficile d'obtenir des jeux axiaux cumulatifs corrects et qui de ce fait se détériorent à la longue avec pour conséquence une baisse de rendement. Enfin, le débit, d'eau du réfrigération de ces pompes ne peut subir de variations séparées importantes ou rapides qui permettraient une amélioration du rendement.In the case of double-stage liquid ring vacuum pumps, the rise in vacuum is faster than in the previous case, but the performance relative to the speed of this rise in vacuum is still insufficient. This insufficiency results in a reduction in effective work, in particular in vacuum installations requiring numerous intermittent vacuum surges. On the other hand, the respective compression rates on the 2 stages are immutable and cannot undergo an immediate change which would allow a better adaptation either during the rise in vacuum, or in continuous operation. In addition, it is difficult to obtain correct cumulative axial clearances and which therefore deteriorate over time with the result of a reduction in efficiency. Finally, the flow rate of water from the refrigeration of these pumps cannot undergo significant or rapid separate variations which would allow an improvement in efficiency.

On connaît par ailleurs, d'après le brevet FR-A-1 451 968, un dispositif de pompage à vide poussé qui comprend un éjecteur à air dont l'aspiration est en communication avec l'enceinte où on désire réaliser un vide et dont le refoulement est en communication avec l'aspiration d'une pompe à anneau liquide dont le refoulement est en communication avec l'atmosphère.Furthermore, from patent FR-A-1 451 968, a high vacuum pumping device is known which comprises an air ejector whose suction is in communication with the enclosure where it is desired to create a vacuum and whose the discharge is in communication with the suction of a liquid ring pump whose discharge is in communication with the atmosphere.

On connaît également, d'après le brevet FR-A-1 037 582, une pompe à anneau liquide à deux étages montés en série et ayant des volumes différents. Dans cette pompe, il est prévu de prélever dans l'anneau liquide du deuxième étage, une quantité de liquide telle que, tant que la pompe fonctionne avec un vide peu élevé, le débit du deuxième étage soit interrompu, la totalité de débit passant par le premier étage.Also known, from patent FR-A-1 037 582, a two-stage liquid ring pump mounted in series and having different volumes. In this pump, it is planned to draw from the liquid ring of the second stage, a quantity of liquid such that, as long as the pump operates with a low vacuum, the flow of the second stage is interrupted, the entire flow passing through the first floor.

La présente invention concerne une installation , du type de celle définie dans la revendication 1 ou 4.The present invention relates to an installation, of the type defined in claim 1 or 4.

Pour montrer les avantages apportés par l'installation selon l'invention, nous allons comparer ci-après ses performances à celles d'une pompe à vide à anneau liquide double étage qui est un dispositif des plus employés pour l'obtention de taux de compression élevés.To show the advantages provided by the installation according to the invention, we will compare below its performance with that of a double stage liquid ring vacuum pump which is one of the most used devices for obtaining compression ratio high.

Il convient tout d'abord de rappeler que la puissance absorbée par une pompe à vide à anneau liquide double étage est donnée par la formule:

Figure imgb0001
dans laquelle:

  • W désigne la puissance absorbée exprimée en watts,
  • P, désigne la pression absolue à l'aspiration exprimée en Pascals,
  • V, désigne le volume d'aspiration exprimé en m 3/s,
  • P2 désigne la pression absolue de refoulement exprimée en Pascals,
  • P2/P, désigne le taux de compression, et
It should first of all be recalled that the power absorbed by a double stage liquid ring vacuum pump is given by the formula:
Figure imgb0001
 in which:
  • W denotes the power absorbed expressed in watts,
  • P, denotes the absolute suction pressure expressed in Pascals,
  • V, denotes the suction volume expressed in m 3 / s ,
  • P 2 denotes the absolute discharge pressure expressed in Pascals,
  • P 2 / P, denotes the compression ratio, and

a désigne un paramètre dépendant notamment du vide réalisé et des calories évacuées (0,20 en moyenne).a designates a parameter depending in particular on the vacuum produced and the calories discharged (0.20 on average).

Il est à noter que dans une pompe à vide à anneau liquide double étage, le produit P, V, est une constante et en conséquence la puissance absorbée à chaque étage est proportionnelle au log nép des taux de compression respectifs de chaque étage.It should be noted that in a double stage liquid ring vacuum pump, the product P, V, is a constant and consequently the power absorbed at each stage is proportional to the log nep of the respective compression ratios of each stage.

Supposons à titre d'exemple que l'on veuille avec une pompe à vide à anneau liquide double étage, aspirer un volume d'air de 0,055 m3/s sous une pression absolue de 8,333.103 Pa pour le refouler à la pression atmosphérique (100.103 Pa) c'est-à-dire avec un taux de compression total de

Figure imgb0002
Supposons des taux de compressions égaux à chaque étage, c'est-à-dire √12=3,46 donnant un vide intermédiaire en sortie du premier étage de 28,867.103 Pa.Suppose, for example, that with a double-stage liquid ring vacuum pump, we want to suck in an air volume of 0.055 m 3 / s under an absolute pressure of 8.333.10 3 Pa to discharge it at atmospheric pressure ( 100.10 3 Pa) i.e. with a total compression ratio of
Figure imgb0002
 Let us suppose equal compression rates at each stage, that is to say √12 = 3.46 giving an intermediate vacuum at the outlet of the first stage of 28.867.10 3 P a .

Le calcul à l'aide de la formule ci-dessus donne une puissance effective absorbée totale de 5700 watts, soit une puissance absorbée de 2850 watts à chaque étage.The calculation using the formula above gives a total effective absorbed power of 5700 watts, that is to say an absorbed power of 2850 watts on each stage.

Si conformément à la présente invention on substitue au second étage de cette pompe à anneau liquide double étage un éjecteur à jet d'eau dont le fonctionnement est assuré par de l'eau sous pression issue du refoulement d'une pompe centrifuge ayant un rendement de 0,75 environ, il en résultera que pour refouler de 28,867.103 Pa à 100.103 Pa, l'èjecteur à jet d'eau devra avoir un débit d'eau d'environ 0,0075 m'/s sous une pression de 275.103 Pa.If in accordance with the present invention, the second stage of this double-stage liquid ring pump is replaced by a water jet ejector, the operation of which is ensured by pressurized water coming from the discharge of a centrifugal pump having a yield of 0.75 approximately, it will result that to discharge from 28.867.10 3 Pa to 100.10 3 Pa, the water jet ejector must have a water flow of approximately 0.0075 m '/ s under a pres 275.10 3 Pa.

La puissance effective absorbée par l'éjecteur sera environ de 2800 watts, c'est-à-dire sensiblement la puissance effective absorbée par le deuxième étage de la pompe à vide à anneau liquide.The effective power absorbed by the ejector will be approximately 2800 watts, that is to say substantially the effective power absorbed by the second stage of the liquid ring vacuum pump.

Cependant et conformément à l'invention, il est possible au début de la montée en vide de l'installation, grâce aux moyens prévus à cet effet, de dissocier l'éjecteur à jet de liquide et la pompe à vide à anneau liquide, c'est-à-dire d'empêcher la deuxième unité de coopérer en série avec la première unité, et ainsi de ne réaliser la montée en vide qu'avec le première unité jusqu'à atteindre un vide pouvant être obtenu avec un rendement optimum (généralement proche de 24.103 Pa). Dans ces conditions et à égalité de puissance absorbée, la montée en vide à l'aide de la première unité de l'installation selon l'invention, est approximativement de 20% plus rapide que la montée en vide au premier étage d'une pompe à vide à anneau liquide à double étage. Une fois le vide d'environ 24.103 Pa atteint, (vide que nous appellerons par la suite point d'accrochage de l'éjecteur à jet de liquide) et conformément à l'invention, on amène l'éjecteur à jet de liquide à coopérer en série avec la pompe à vide à anneau liquide simple étage et à partir de ce moment, la rapidité de montée en vide et la puissance absorbée rejoignent les caractéristiques de la pompe à anneau liquide double étage.However and in accordance with the invention, it is possible at the start of the rise in vacuum of the installation, by means provided for this purpose, to dissociate the liquid jet ejector and the liquid ring vacuum pump, c that is to say to prevent the second unit from cooperating in series with the first unit, and thus to carry out the rise in vacuum only with the first unit until a vacuum can be obtained with optimum efficiency ( generally close to 24.10 3 Pa). Under these conditions and with equal power consumption, the rise in vacuum using the first unit of the installation according to the invention is approximately 20% faster than the rise in vacuum on the first stage of a pump. double stage liquid ring vacuum. Once the vacuum of approximately 24.10 3 Pa has been reached (vacuum which we will call below the attachment point of the liquid jet ejector) and in accordance with the invention, the liquid jet ejector is brought to cooperate in series with the single-stage liquid ring vacuum pump and from this moment, the rapid rise in vacuum and the power absorbed join the characteristics of the double-stage liquid ring pump.

Ce gain de 20% au niveau de la rapidité de la montée en vide est d'un intérêt évident puisqu'il permet, par rapport aux dispositifs de l'art antérieur, une utilisation effective améliorée de l'installation, ceci étant d'autant plus significatif dans les installations fonctionnant en discontinu est nécessitant par conséquent de fréquentes montées en vide.This 20% gain in terms of the speed of the vacuum rise is of obvious interest since it allows, compared with the devices of the prior art, improved effective use of the installation, this being all the more more significant in installations operating discontinuously is therefore requiring frequent vacuum increases.

Les moyens permettant à la deuxième unité de coopérer ou non en série avec la première unité, comprendront par exemple un dispositif de réglage du débit, tel une vanne, disposé sur l'arrivée en liquide moteur de l'éjecteur à jet de liquide ou sur le conduit de refoulement de la pompe centrifuge. Le réglage du débit à zéro, c'est-à-dire la fermeture de la vanne, correspond à la dissociation des deux unités de l'installation (non coopération en série), alors que l'ouverture de cette vanne revient à associer ces deux étages (coopération en série).The means allowing the second unit to cooperate or not in series with the first unit, will for example comprise a device for adjusting the flow rate, such as a valve, arranged on the supply of working liquid to the liquid jet ejector or on the discharge pipe of the centrifugal pump. Setting the flow rate to zero, i.e. closing the valve, corresponds to the dissociation of the two units of the installation (non-series cooperation), while opening this valve amounts to associating these two floors (serial cooperation).

A la place ou de préférence en plus de ce dispositif de réglage du débit, lesdits moyens, peuvent comprendre un dispositif assurant la mise en relation, de préférence automatique, de la pompe centrifuge avec le vide créé par la pompe à vide à anneau liquide, quand ce vide atteint une valeur prédéterminée, cette valeur prédéterminée correspondant au vide optimum pouvant être créé par la première unité seule avec un rendement optimum. Donc, tant que cette valeur n'est pas atteinte, la pompe centrifuge reste désamorcée; pendant la montée en vide de la première unité, l'éjecteur à jet de liquide est donc hors fonctionnement et partant, dissocié du premier étage. Par contre, dès que le vide prédéterminé est atteint, il y a mise en relation de la pompe centrifuge avec le vide créé et donc amorçage de cette dernière et mise en fonctionnement de l'éjecteur à jet de liquide, soit coopération en série de ce dernier avec la première unité.In place of or preferably in addition to this device for adjusting the flow rate, said means may comprise a device ensuring the connection, preferably automatic, of the centrifugal pump with the vacuum created by the liquid ring vacuum pump, when this vacuum reaches a predetermined value, this predetermined value corresponding to the optimum vacuum can be created by the first unit alone with optimum efficiency. So, as long as this value is not reached, the centrifugal pump remains primed; during the vacuuming of the first unit, the liquid jet ejector is therefore out of operation and therefore, dissociated from the first stage. On the other hand, as soon as the predetermined vacuum is reached, the centrifugal pump is brought into contact with the vacuum created and therefore priming of the latter and putting into operation of the liquid jet ejector, ie series cooperation of this last with the first unit.

En outre, le fait de dissocier les deux unités au cours de la montée en vide, c'est-à-dire d'empêcher leur coopération en série, notamment par les moyens qui viennent d'être décrits, permet de limiter la puissance absorbée par l'installation pendant la montée en vide.In addition, the fact of dissociating the two units during the vacuum rise, that is to say preventing their cooperation in series, in particular by the means which have just been described, makes it possible to limit the power absorbed. by the installation during the vacuum rise.

Par ailleurs, si le vide désiré peut être obtenu avec un rendement optimum, c'est-à-dire avec un taux de compression relativement faible (inférieur à 9), par la seule mise en oeuvre de la première unité, c'est-à-dire de la pompe à anneau liquide, il est évident qu'il est inutile de faire fonctionner l'éjecteur à jet de liquide; les moyens assurant la mise en relation automatique de la pompe centrifuge avec le vide créé par la pompe à anneau liquide seront alors réglés pour qu'ils soient inopérants à cette valeur du vide. Dans ces conditions, il n'y aura pas amorçage de cette pompe centrifuge et elle restera inopérante.Furthermore, if the desired vacuum can be obtained with optimum efficiency, that is to say with a relatively low compression ratio (less than 9), by the sole use of the first unit, that is ie from the liquid ring pump, it is obvious that it is useless to operate the liquid jet ejector; the means ensuring the automatic connection of the centrifugal pump with the vacuum created by the liquid ring pump will then be adjusted so that they are inoperative at this vacuum value. Under these conditions, there will be no priming of this centrifugal pump and it will remain inoperative.

Il est particulièrement avantageux à ce que lesdits premiers et seconds moyens comprennent une vanne à ouverture ou fermeture instantanée, de préférence automatique, disposée sur le conduit reliant le refoulement de la première unité à l'aspiration de la deuxième unité, un premier clapet anti-retour disposé sur une dérivation débouchant sur l'air libre et raccordée sur ladite conduite en amont de la vanne et un deuxième clapet anti-retour disposé sur une tuyauterie partant de l'aspiration de la première unité et rejoignant l'aspiration de la deuxième unité en aval de la vanne, le premier clapet ne permettant la circulation des fluides que dans le sens allant de la première unité vers l'air libre, le deuxième clapet ne permettant la circulation des fluides que dans le sens allant de l'aspiration de la première unité vers l'aspiration de la deuxième unité, ces deux clapets s'ouvrant quand la vanne se ferme et se fermant quand la vanne s'ouvre.It is particularly advantageous for said first and second means to comprise a valve with instantaneous opening or closing, preferably automatic, disposed on the duct connecting the discharge of the first unit to the suction of the second unit, a first check valve. return arranged on a bypass leading to the open air and connected to said pipe upstream of the valve and a second non-return valve disposed on a pipe starting from the suction of the first unit and joining the suction of the second unit downstream of the valve, the first valve allowing the circulation of fluids only in the direction from the first unit to the open air, the second valve allowing the circulation of fluids only in the direction from the suction of the first unit to the suction of the second unit, these two valves opening when the valve closes and closing when the valve opens.

Cette disposition particulière permet en effet, jusqu'au point d'accrochage, non seulement de dissocier l'éjecteur à jet de liquide de la pompe à anneau liquide, c'est-à-dire d'empêcher leur coopération en série, (résultat produit par la vanne quand elle est fermée), mais encore d'accélérer la montée en vide dans des fortes porportions (environ 30%) avec seulement une légère surpuissance absorbée et ce, par couplage en parallèle des deux unités (résultat produit par les deux clapets anti-retour quand ils sont ouvertes). Par ouverture instantanée de la vanne, les clapets anti-retour se ferment instantanément et les deux unités sont couplées en série.This particular arrangement makes it possible, up to the point of attachment, not only to dissociate the liquid jet ejector from the liquid ring pump, that is to say to prevent their cooperation in series, (result produced by the valve when it is closed), but also to accelerate the rise in vacuum in large portions (approximately 30%) with only a slight excess power absorbed and this, by coupling in parallel of the two units (result produced by the two check valves when open). By instant opening of the valve, the non-return valves close instantly and the two units are coupled in series.

Conformément à la présente invention, l'éjecteur à jet de liquide peut être du type à mono-tuyère ou du type à multi-tuyères. La ou les tuyères comportent avantageusement des moyens permettant de régler leur diamètre et dans le cas d'un éjecteur à multi-tuyères, ce dernier comporte de préférence des moyens assurant la diminution du nombre desdits tuyères.According to the present invention, the liquid jet ejector can be of the single-nozzle type or of the multi-nozzle type. The nozzle (s) advantageously comprise means making it possible to adjust their diameter and in the case of a multi-nozzle ejector, this the latter preferably comprises means ensuring the reduction in the number of said nozzles.

Grâce à ces moyens, il est possible d'ajuster la vide au niveau de la deuxième unité à la valeur désirée et de régler la puissance absorbée en fonction de la capacité volumétrique de l'installation, évitant ainsi une surpuissance absorbée inutile.Thanks to these means, it is possible to adjust the vacuum at the level of the second unit to the desired value and to adjust the absorbed power as a function of the volumetric capacity of the installation, thus avoiding unnecessary absorbed overpower.

Avantageusement, la pompe centrifuge est entraînée sur la même ligne d'arbre que celle de la pompe à anneau liquide.Advantageously, the centrifugal pump is driven on the same shaft line as that of the liquid ring pump.

La pompe centrifuge peut en particulier être entraînée par le même arbre que celui de la pompe à anneau liquide.The centrifugal pump can in particular be driven by the same shaft as that of the liquid ring pump.

Selon l'un des nombreux modes de réalisation possibles, la pompe centrifuge est montée en bout de l'arbre de la pompe à anneau liquide, soit directement soit par l'intermédiaire d'un multiplicateur ou d'un variateur de vitesse.According to one of the many possible embodiments, the centrifugal pump is mounted at the end of the shaft of the liquid ring pump, either directly or via a multiplier or a speed variator.

Il est à noter que l'intérieur de la pompe à anneau liquide peut être en relation avec une canalisation d'alimentation en liquide de réfrigération et ce afin d'éviter ou de réduire l'échauffement de ladite pompe à anneau liquide.It should be noted that the interior of the liquid ring pump may be in relation to a coolant supply line and this in order to avoid or reduce the heating of said liquid ring pump.

Le refoulement de la pompe à anneau liquide sera de préférence relié directement à l'aspiration de l'éjecteur à jet de liquide. Dans ce cas, l'eau de réfrigération de la pompe à anneau liquide qui est refoulée simultanément avec le gaz, est introduite dans l'éjecteur à jet de liquide permettant l'évacuation automatique des calories excédentaires. En outre, comme on le verra ci-après, cette eau refoulée pourra, dans un souci d'économie, être utilisée, après sa sortie de l'éjecteur, en tout ou partie dans la pompe centrifuge.The discharge of the liquid ring pump is preferably connected directly to the suction of the liquid jet ejector. In this case, the cooling water from the liquid ring pump, which is discharged simultaneously with the gas, is introduced into the liquid jet ejector allowing the automatic removal of excess calories. In addition, as will be seen below, this pumped water may, for the sake of economy, be used, after it leaves the ejector, in whole or in part in the centrifugal pump.

Par ailleurs, le conduit de refoulement de l'éjecteur à jet de liquide peut déboucher dans un séparateur liquide-gaz comportant des moyens reliés au conduit d'aspiration de la pompe centrifuge et assurant le retour de tout ou partie du liquide receuilli dans le séparateur, vers ladite pompe centrifuge.In addition, the discharge pipe of the liquid jet ejector can lead into a liquid-gas separator comprising means connected to the suction pipe of the centrifugal pump and ensuring the return of all or part of the liquid collected in the separator , towards said centrifugal pump.

Dans un souci d'économie de liquide, le séparateur pourra être constitué par un bac à deux compartiments, l'un alimenté en liquide de réfrigération et relié à la canalisation d'alimentation en liquide de réfrigération, le débit du liquide de refrigération alimentant ledit compartiment étant supérieur à celui du liquide de refrigération dans ladite canalisation d'alimentation, l'autre recevant d'une part, le mélange liquide-gaz issu de l'éjecteur à jet de liquide, et d'autre part, par surverse le trop-plein de l'autre compartiment.For the sake of saving liquid, the separator may be constituted by a tank with two compartments, one supplied with coolant and connected to the coolant supply line, the flow rate of the coolant supplying said compartment being greater than that of the refrigerating liquid in said supply pipe, the other receiving on the one hand, the liquid-gas mixture coming from the liquid jet ejector, and on the other hand, by overflow the excess - full of the other compartment.

Le niveau de liquide dans le compartiment relié à la pompe à anneau liquide sera de préférence nettement au-dessus du niveau de liquide dans le compartiment recevant le mélange liquide-gaz issude l'éjecteur à jet de liquide.The level of liquid in the compartment connected to the liquid ring pump will preferably be clearly above the level of liquid in the compartment receiving the liquid-gas mixture emitted by the liquid jet ejector.

Selon un autre mode de réalisation, la canalisation d'alimentation en liquide de réfrigération peut être en relation avec une source continue de liquide de réfrigération, comme le réseau de distribution d'eau par exemple. Dans ce cas toutefois, ladite canalisation porte une vanne qui se ferme ou s'ouvre automatiquement respectivement quand la pompe à anneau liquide s'arrête ou se met en marche; de même, le refoulement de la pompe centrifuge pourra porter, en amont du dispositif de réglage du débit, une dérivation constituée par un conduit pourvu d'un diaphragme assurant le passage d'un très faible débit de liquide dans ce conduit. Cette disposition particulière trouve tout son intérêt au cours de la montée en vide quand la pompe centrifuge est en action et que l'arrivée en liquide moteur de l'éjecteur est fermée ou que le conduit de refoulement de la pompe centrifuge est fermé; dans ces conditions, il y a en effet échauffement du liquide de la pompe centrifuge de la dérivation selon l'invention permet l'élimination d'une fraction du liquide échauffé, ce dernier pouvant alors être remplacé par du liquide froid.According to another embodiment, the coolant supply pipe can be in relation to a continuous source of coolant, such as the water distribution network for example. In this case, however, said pipe carries a valve which closes or opens automatically respectively when the liquid ring pump stops or starts; similarly, the discharge of the centrifugal pump may carry, upstream of the flow adjustment device, a bypass constituted by a duct provided with a diaphragm ensuring the passage of a very low flow rate of liquid in this duct. This particular arrangement finds all its interest during the rise in vacuum when the centrifugal pump is in action and that the arrival in driving liquid of the ejector is closed or that the delivery duct of the centrifugal pump is closed; under these conditions, there is indeed heating of the liquid of the centrifugal pump of the bypass according to the invention allows the elimination of a fraction of the heated liquid, the latter then being able to be replaced by cold liquid.

Plusieurs modes d'exécution de la présente invention sont décrits ci-après, à titre d'exemples, en référence au dessin annexé dans lequel:

  • la figure 1 est la représentation schématique en coupe d'une pompe à vide à anneau liquide simple étage;
  • la figure 2 est la représentation schématique d'un groupe à vide comportant une pompe à vide à anneau liquide monobloc (moteur à flasque- bride), cette dernière et la pompe centrifuge étant montées sur le même arbre moteur; et
  • la figure 3 est la représentation schématique d'un groupe à vide comportant une pompe à vide à anneau liquide (moteur séparé), cette dernière étant sur double palier à billes et la pompe centrifuge étant en bout d'arbre, ladite pompe à anneau liquide et l'éjecteur pouvant instantanément être couplés en série ou en parallèle.
Several embodiments of the present invention are described below, by way of examples, with reference to the appended drawing in which:
  • Figure 1 is a schematic sectional representation of a single stage liquid ring vacuum pump;
  • FIG. 2 is the schematic representation of a vacuum group comprising a one-piece liquid ring vacuum pump (flange-mounted motor), the latter and the centrifugal pump being mounted on the same motor shaft; and
  • FIG. 3 is the schematic representation of a vacuum group comprising a liquid ring vacuum pump (separate motor), the latter being on a double ball bearing and the centrifugal pump being at the end of the shaft, said liquid ring pump and the ejector can be instantly coupled in series or in parallel.

Une pompe à vide à anneau liquide, simple étage 1 comprend de manière connue en soi, un corps cylindrique 2 partiellement rempli d'eau (ou tout autre liquide peu volatil et de faible viscosité) et dans lequel tourne sans frottement une roue à aubes 3 dont le moyeu 4 est emmanché sur un arbre 5 excentré et mis en rotation par un moteur 6. Cette eau, mise en mouvement par la roue à aubes 3, est projetée contre le corps 2 et forme une sorte d'anneau 7 qui détermine un alvéole 8 avec le moyeu 4.A single-stage liquid ring vacuum pump 1 comprises, in a manner known per se, a cylindrical body 2 partially filled with water (or any other low-volatility liquid of low viscosity) and in which an impeller 3 rotates without friction whose hub 4 is fitted onto an eccentric shaft 5 and rotated by a motor 6. This water, set in motion by the impeller 3, is projected against the body 2 and forms a sort of ring 7 which determines a cell 8 with the hub 4.

Les aubes en rotation se déplacent dans cet alvéole 8 en délimitant des espaces de volume variable, espaces dont le volume augmente dans la zone A (zone de droite) et diminue dans la zone B (zone de gauche).The rotating blades move in this cell 8 by delimiting spaces of variable volume, spaces whose volume increases in zone A (right zone) and decreases in zone B (left zone).

Le gaz ou l'air à véhiculer est de ce fait aspiré par un conduit d'aspiration 9 qui débouche dans une chambre d'aspiration 10 (zone claire sur la figure 1) communiquant avec la zone A, et refoulé par un conduit de refoulement 11 qui débouche dans une chambre de refoulement 10a (zone sombre sur la figure 1) communiquant avec la zone B. A chaque rotation de la roue à aubes 3, il ya a ainsi une aspiration suivie d'un refoulement, ce qui permet d'aspirer en continu sous pression réduite une certaine quantité de gaz ou d'air et de le refouler en continu à une pression supérieure.The gas or the air to be conveyed is therefore sucked in through a suction pipe 9 which opens into a suction chamber 10 (clear zone in FIG. 1) communicating with zone A, and discharged by a discharge pipe. 11 which opens into a discharge chamber 10a (dark zone in FIG. 1) communicating with zone B. At each rotation of the impeller 3, there is thus a suction followed by a discharge, which makes it possible to continuously suck in a certain amount of gas or air under reduced pressure and continuously discharge it at a higher pressure.

Comme le montre la figure 2, l'arbre 5 se prolonge et traverse les chambres l'aspiration et de refoulement 10, 10a et porte à son extrémité la turbine 12 d'une pompe centrifuge 13 solidaire de la pompe à anneau liquide 1.As shown in Figure 2, the tree 5 is extends and passes through the suction and discharge chambers 10, 10a and carries at its end the turbine 12 of a centrifugal pump 13 secured to the liquid ring pump 1.

Le conduit de refoulement 11 de cette dernière est raccordé à l'aspiration d'un éjecteur à jet d'eau 14 muni d'un conduit 15 d'amenée en eau motrice terminé par une tuyère 15a et relié par une vanne 16 au conduit de refoulement 17 de la pompe centrifuge 13. Cette tuyère 15a débouche, de manière connue en soi, dans la partie convergente d'un convergent-divergent 15b dont la partie divergente ce prolonge par un conduit de refoulement 18 aboutissant au-dessus du compartiment 19 constituant l'un des deux compartiments 19, 20 d'un bac 21. Les deux compartiments 19, 20 sont séparés par une cloison verticale 22 dont l'extrémité supérieure se trouve à hauteur de l'axe de la pompe 1. Le compartiment 20 est alimenté en eau de refrigération par un conduit 23 pourvu d'une vanne de réglage de débit 24, le trop-plein de ce compartiment 20 s'écoulant par surverse dans le compartiment 19 où l'eau est maintenue à un niveau inférieur à celui dans le compartiment 20, par un dispositif de trop-plein 25 prévu sur la paroi latérale du bac 21.The discharge conduit 11 of the latter is connected to the suction of a water jet ejector 14 provided with a conduit 15 for supplying motive water terminated by a nozzle 15a and connected by a valve 16 to the conduit discharge 17 of the centrifugal pump 13. This nozzle 15a opens, in a manner known per se, into the convergent part of a convergent-divergent 15b, the divergent part of which extends by a discharge conduit 18 terminating above the compartment 19 constituting one of the two compartments 19, 20 of a tank 21. The two compartments 19, 20 are separated by a vertical partition 22 whose upper end is at the height of the axis of the pump 1. The compartment 20 is supplied with cooling water by a conduit 23 provided with a flow control valve 24, the overflow of this compartment 20 flowing by overflow into the compartment 19 where the water is maintained at a level lower than that in compartment 20, by an overflow device 25 pr seen on the side wall of tank 21.

Le compartiment 20 est pourvu à sa base d'un conduit 26 muni d'une vanne de réglage de débit 27, en relation avec le corps de la pompe à anneau liquide 1. Par ailleurs, le conduit d'aspiration 28 de la pompe centrifuge 13 plonge dans l'eau du compartiment 19.The compartment 20 is provided at its base with a duct 26 provided with a flow control valve 27, in relation to the body of the liquid ring pump 1. Furthermore, the suction duct 28 of the centrifugal pump 13 submerges in the water in compartment 19.

Enfin, la pompe centrifuge 13 est reliée par un conduit 30 au conduit d'aspiration 9, une vanne 29 étant disposée sur ce conduit 30; la vanne 29 s'ouvre, de préférence automatiquement, quand le vide créé dans le conduit 9 atteint un certain seuil, ce seuil étant choisi pour limiter la puissance absorbée par l'installation lors de la montée en vide et correspondant au vide pouvant être obtenu avec un rendement optimum par la seule mise en oeuvre de la pompe à anneau liquide.Finally, the centrifugal pump 13 is connected by a conduit 30 to the suction conduit 9, a valve 29 being disposed on this conduit 30; the valve 29 opens, preferably automatically, when the vacuum created in the conduit 9 reaches a certain threshold, this threshold being chosen to limit the power absorbed by the installation during the rise in vacuum and corresponding to the vacuum that can be obtained with optimum efficiency by the sole use of the liquid ring pump.

Au démarrage de l'installation, la pompe centrifuge 13 est généralement désamorcée; il n'y a donc pas de liquide refoulé dans le conduit 17 et l'éjecteur à jet de liquide 14 est inopérant. Par conséquent, lorsque le moteur 6 est mis en route, la montée en vide ne se produit que dans la pompe à vide à anneau liquide 1. Si au démarrage de l'installation, la pompe centrifuge 13 est déjà amorcée, on obtiendra le même résultat en fermant totalement la vanne 16. Lorsque le vide créé à l'aspiration 9 de la pompe à anneau liquide 1 atteint le seuil prédéterminé, ou ouvre la vanne 29, ce qui a pour effet de provoquer l'amorçage de la pompe centrifuge 13 et donc d'amener en fonctionnement l'éjecteur à jet de liquide 14. Dans le cas où la pompe centrifuge 13 est déjà amorcée mais où la vanne 16 est fermée, l'èjecteur à jet de liquide 14 sera amené en fonctionnement par simple ouverture de cette vanne 16. Ensuite, la montée en vide se poursuit jusqu'à atteindre le vide finalement désiré.At the start of the installation, the centrifugal pump 13 is generally defused; there is therefore no liquid discharged into the conduit 17 and the liquid jet ejector 14 is inoperative. Consequently, when the motor 6 is started, the rise in vacuum only occurs in the liquid ring vacuum pump 1. If at the start of the installation, the centrifugal pump 13 is already primed, the same will be obtained result by completely closing the valve 16. When the vacuum created at the suction 9 of the liquid ring pump 1 reaches the predetermined threshold, or opens the valve 29, which has the effect of causing the priming of the centrifugal pump 13 and therefore bringing the liquid jet ejector 14 into operation. In the case where the centrifugal pump 13 is already primed but the valve 16 is closed, the liquid jet ejector 14 will be brought into operation by simple opening of this valve 16. Then, the rise in vacuum continues until reaching the finally desired vacuum.

En fonctionnement normal, le gaz (air), par exemple à 8,333.103 Pa, aspiré par le conduit 9 est refoulé par le conduit 11 (par exemple à 28,867.103 Pa) puis aspiré, en même temps que la fraction entraînée de l'eau de réfrigération de la pompe à anneau liquide, par l'éjecteur à jet d'eau 14 fonctionnant grâce à l'eau sous pression issue du conduit de refoulement 17 de la pompe centrifuge 13. Le mélange gaz (air)-eau issu de l'éjecteur 14 est ensuite refoulé par le conduit 18 jusque dans le compartiment 19 (à la pression atmosphérique) où il y a séparation de l'air (gaz) et de l'eau. Cette dernière, mélangée à l'eau de réfrigération provenant du compartiment 20 et éventuellement d'un conduit d'appoint en eau de réfrigération (non représenté), est ensuite aspirée par le conduit d'aspiration 28 de la pompe centrifuge 13.In normal operation, the gas (air), for example at 8,333.10 3 Pa, sucked in through line 9 is discharged through line 11 (for example at 28,867.10 3 Pa) and then sucked in, together with the entrained fraction of the water refrigeration of the liquid ring pump, by the water jet ejector 14 operating with pressurized water from the discharge pipe 17 of the centrifugal pump 13. The gas (air) -water mixture from the ejector 14 is then discharged through line 18 into compartment 19 (at atmospheric pressure) where there is separation of air (gas) and water. The latter, mixed with the cooling water coming from the compartment 20 and optionally from a cooling water make-up pipe (not shown), is then sucked by the suction pipe 28 of the centrifugal pump 13.

Il est à noter par ailleurs que le débit d'eau de réfrigération circulant dans le conduit 26 est réglé par la vanne 27 de manière à économiser l'eau de refrigération d'une part, et/ou à minimiser la puissance absorbée par la pompe à anneau liquide d'autre part.It should also be noted that the flow rate of refrigeration water circulating in the conduit 26 is adjusted by the valve 27 so as to save the refrigeration water on the one hand, and / or to minimize the power absorbed by the pump. with liquid ring on the other hand.

L'ajustement du vide désiré ou la régulation de la puissance absorbée en fonction de la capacité volumétrique de l'ensemble peut être réalisée de manière très simple à l'aide de la vanne 16 manuelle ou automatique ou bien encore par variation, manuelle ou automatique, du diamètre de la tuyère 15a de l'éjecteur à jet d'eau 14.The adjustment of the desired vacuum or the regulation of the power absorbed as a function of the volumetric capacity of the assembly can be carried out very simply using the manual or automatic valve 16 or alternatively by variation, manual or automatic. , of the diameter of the nozzle 15a of the water jet ejector 14.

Il est à noter que le conduit 30 possède un diamètre très faible de manière à ce que, une fois l'amorçage de la pompe centrifuge 13 réalisé, il ne s'échappe par ce conduit qu'une quantité d'eau suffisamment faible pour ne pas perturber le fonctionnement de l'installation et notamment de la pompe à anneau liquide.It should be noted that the conduit 30 has a very small diameter so that, once the priming of the centrifugal pump 13 has been carried out, it escapes through this conduit only a quantity of water sufficiently small to not not disturb the operation of the installation and in particular of the liquid ring pump.

Il est à remarquer enfin qu'il est possible de modifier l'installation qui vient d'être décrite, sans aucunement en affecter les performances, en supprimant le compartiment 20, en reliant le conduit 26 au réseau de distribution d'eau et en disposant une vanne sur cette conduit 26, vanne qui se ferme automatiquement quand la pompe à anneau liquide 1 s'arrête et s'ouvre, toujours automatiquement, quand la pompe à anneau liquide 1 se remet en marche. En plus, ou à la place de cette vanne, on peut prévoir à la base de la pompe à anneau liquide, un conduit d'évacuation du liquide de réfrigération, conduit qui porte une vanne dont l'ouverture se fait automatiquement quand ladite pompe s'arrête et qui se ferme, toujours automatiquement, quand cette pompe se remet en marche.Finally, it should be noted that it is possible to modify the installation which has just been described, without in any way affecting its performance, by removing the compartment 20, by connecting the conduit 26 to the water distribution network and having a valve on this conduit 26, a valve which closes automatically when the liquid ring pump 1 stops and opens, always automatically, when the liquid ring pump 1 starts again. In addition, or in place of this valve, there may be provided at the base of the liquid ring pump, a duct for discharging the coolant, a duct which carries a valve, the opening of which is done automatically when said pump s '' stops and closes, always automatically, when this pump starts again.

l'invention de la figure 3 se distingue de celle de la figure 2(a) en ce que la pompe à vide à anneau liquide 1 est montée sur double palier à billes 31, 32 et est entraînée en rotation par un moteur 6 accouplé par un manchon d'accouplement 33 à l'une des extrémités de l'arbre 5 de la pompe à anneau liquide 1, l'autre extrémité de l'arbre 5 étant raccordée par un prolongateur 34 à un multiplicateur ou un variateur de vitesse 35 qui permet d'augmenter ou de diminuer la vitesse de rotation de la pompe centrifuge 13 par rapport à celle de la pompe à anneau liquide 1 et partant, ajuster aisément la pression de l'eau motrice de l'éjecteur 14 et par suite atteindre le meilleur rendement, ce multiplicateur ou variateur 35 étant pour sa part raccordé à l'arbre 36 de la pompe centrifuge 13, (b) en ce que le bac 21 est remplacé par un bac unique 37 raccordé par sa paroi latérale au conduit d'aspiration 28 de la pompe centrifuge 13 et pourvu d'un trop-plein 38, celui-ci étant situé à un niveau supérieur à celui où le εonduit d aspiration 28 se raccorde sur la paroi latérale du bac (37), (c) en ce que le conduit 26 au lieu d'être connecté à la base du bac 37 est relié à un réseau extérieur de distribution d'eau de réfrigération sous pression (non représenté), (d) en ce que le conduit de refoulement 17 de la pompe centrifuge 13 porte, en amont de la vanne 16, une dérivation 39 sur laquelle est disposé un diaphragme 40 permettant dans cette dérivation 39, une faible circulation d'eau qui se déverse dans le bac 37, (e) en ce que le conduit 15 d'amenée en eau motrice se termine par au moins deux tuyères 41 débouchant dans le convergent-divergent 15b, chacune de ces tuyères 41 portant une vanne de sectionnement 42, l'ouverture ou la fermeture de tout ou partie de ces vannes 42 permettant de faire varier le nombre des tuyères opérationnelles et partant, la capacité extractive de l'éjecteur 14 sans baisse de rendement, et (f) en ce qu'une vanne à ouverture ou fermeture instantanée, de préférence automatique 43, est disposée sur le conduit de refoulement 11 de la pompe 1, un clapet anti-retour 44 est disposé sur une dérivation 45 débouchant sur l'air libre et raccordée sur le conduit 11 en amont de la vanne 43 et un clapet anti-retour 46 est disposé sur une tuyauterie 47 partant du conduit d'aspiration 9 et la pompe 1 et rejoignant le conduit 11 en aval de la vanne 43, le clapet 44 étant conçu pour ne permettre la circulation des fluides que dans le sens allant du conduit 11 vers l'air libre, et le clapet 46 étant conçu de manière à ne permettre la circulation des fluides que dans le sens allant du conduit 9 vers le conduit 11.the invention of FIG. 3 differs from that of FIG. 2 (a) in that the liquid ring vacuum pump 1 is mounted on a double ball bearing 31, 32 and is rotated by a motor 6 coupled by a coupling sleeve 33 at one end of the shaft 5 of the liquid ring pump 1, the other end of the shaft 5 being connected by an extension 34 to a multiplier or a speed variator 35 which increases or decreases the speed of rotation of the centrifugal pump 13 compared to that of the liquid ring pump 1 and therefore easily adjust the pressure of the motive water of the ejector 14 and consequently achieve the best efficiency, this multiplier or variator 35 being for its part connected to the shaft 36 of the centrifugal pump 13, (b) in that the tank 21 is replaced by a single tank 37 connected by its side wall to the suction duct 28 of the centrifugal pump 13 and provided with an overflow 38, the latter being located at a level higher than that where the suction duct 28 is connected to the side wall of the tank (37), (c) in that the duct 26 instead of being connected to the base of the tank 37 is connected to a external distribution network for pressurized refrigeration water (not shown), (d) in that the discharge duct 17 of the centrifugal pump 13 carries, upstream of the valve 16, a bypass 39 on which a diaphragm is disposed 40 allowing in this bypass 39, a weak circulation of water which pours into the tank 37, (e) in that the duct 15 for supplying motive water ends in at least two nozzles 41 opening into the convergent-divergent 15b, each of these nozzles 41 carrying a sectioning valve 42, the opening or closing of all or part of these valves 42 making it possible to vary the number of operational nozzles and hence, the extractive capacity of the ejector 14 without reduction in efficiency, and (f) in that an instantaneous opening or closing valve, preferably automatic 43, is disposed on the discharge pipe 11 of the pump 1, a non-return valve 44 is arranged on a bypass 45 leading to the open air and connected to the pipe 11 upstream of the valve 43 and a non-return valve 46 is disposed on a pipe 47 starting from the suction pipe 9 and the pump 1 and joining the pipe 11 downstream of the valve 43, the valve 44 being designed to allow the circulation of fluids only in the direction going from the pipe 11 towards the air, and the valve 46 being designed so as to allow the circulation of fluids only in the direction going from the conduit 9 towards the conduit 11.

Au début de la montée en vide, la pompe centrifuge "13 étant amorcée et donc opérationnelle, on ferme la vanne 43, ouvre la vanne 27 pour alimenter suffisamment Ia pompe 1 en liquide de réfrigération, ouvre la vanne 16 et au moins l'une des vannes de sectionnement 42 et met le moteur 6 en route. De par le jeu des pressions qui règnent au niveau des différents points de l'installation, le clapets 44 et 46 s'ouvrent couplant ainsi en parallèle la pompe 1 et l'éjecteur 14, ce qui permet une montée en vide plus rapide que celle obtenue dans l'installation de la figure 2. Quand le vide créé atteint le seuil prédéterminé choisi (point d'accrochage de l'éjecteur 14), ou ouvre la vanne 43 (ou elle s'ouvre automatiquement si elle a été conçue pour s'ouvrir quand ce vide prédéterminé est atteint) et il en résulte la fermeture immédiate des clapets 44 et 46 et le couplage instantané en série de la pompe 1 et de l'éjecteur 14, après quoi la montée en vide se poursuit jusqu'à obtention du vide final recherché. Bien entendu, l'ouverture des vannes 16 et 42 sera réglée afin de consommer le minimum de puissance nécessaire.At the start of the vacuum rise, the centrifugal pump "13 being primed and therefore operational, the valve 43 is closed, the valve 27 is opened to supply the pump 1 with coolant sufficiently, the valve 16 is opened and at least one shut-off valves 42 and starts the motor 6. Due to the play of pressures prevailing at the various points of the installation, the valves 44 and 46 open, thus coupling the pump 1 and the ejector in parallel 14, which allows a faster rise in vacuum than that obtained in the installation of FIG. 2. When the vacuum created reaches the predetermined threshold chosen (attachment point of the ejector 14), or opens the valve 43 ( or it opens automatically if it has been designed to open when this predetermined vacuum is reached) and this results in the immediate closing of the valves 44 and 46 and the instantaneous coupling in series of the pump 1 and the ejector 14 , after which the rise in vacuum continues until a vacuum is obtained l wanted. Of course, the opening of the valves 16 and 42 will be adjusted in order to consume the minimum power required.

Claims (17)

1. Installation for rapidly obtaining a deep vacuum in an enclosure, comprising a first vacuum providing unit formed by a liquid ring vacuum pump (1) whose section side (9) is in communication with the enclosure, a second vacuum providing unit whose discharge side (18) is in communication with the atmosphere and whose suction side (11) is in communication with the discharge side of said first unit, and means for instantaneously enabling the second unit to cooperate in series with the first unit when a predetermined intermediate vacuum has been established by the first unit in the enclosure and for instantaneously preventing the second unit to cooperate in series with the first unit when the pressure in said enclosure is higher than said predetermined intermediate vacuum, characterized in that the second unit is formed by a liquid jet ejector (14) whose drive liquid input (15) is in communication with the delivery side duct (17) of a centrifugal pump (13) supplied with this liquid.
2. The installation according to claim 1, characterized in that said means comprise a flow-rate regulation device, such as a valve (16), provided in the drive liquid input (15) of the liquid jet ejector (14) or in the delivery side duct (17) of the centrifugal pump (13).
3. The installation according to claim 1 or 2, characterized in that said means comprise a device (29, 30) for putting the centrifugal pump (13), preferably automatically, in relationship with the vacuum created by the liquid ring vacuum pump (1) when this vacuum reaches a predetermined value.
4. Installation for rapidly obtaining a deep vacuum in an enclosure, comprising a first vacuum providing unit formed by a liquid ring vacuum pump (1) whose section side (9) is in communication with the enclosure, a second vacuum providing unit whose discharge side (18) is in communication with the atmosphere and whose suction side (11) is in communication with the discharge side of said first unit, and first means for instantaneously enabling the second unit to cooperate in series with the first unit when a predetermined intermediate vacuum has been established in the enclosure and for instantaneously preventing the second unit to cooperate in series with the first unit when the pressure in said enclosure is higher than said predetermined intermediate vacuum, characterized in that the second unit is formed by a liquid jet ejector (14) whose drive liquid input (15) is in communication with delivery side duct (17) of a centrifugal pump (13) supplied with this liquid, and in that it further comprises second means for instantaneously causing the second unit to cooperate in parallel with the first unit when the pressure in the enclosure is higher than said predetermined intermediate vacuum.
5. Installation according to claim 4, characterized in that said first and second means comprise an instantaneous opening or closing shut-off valve (43), preferably automatic, disposed in the duct (11) connecting the delivery side of the first unit (1) to the suction side of the second unit (14), a first non-return valve (44) disposed in a by-pass (45) opening into the free air and connected to said duct (11) upstream of said shut-off valve (43) and a second non-return valve (46) disposed in a pipe (47) extending from the suction side (9) of the first unit (1) and joining the suction side of the second unit (14) downstream of said shut-off valve (43), the first non-return valve (44) only allowing fluids to flow in the direction from the first unit to the free air, the second non-return valve (46) only allowing fluids to flow in the direction from the suction side of the first unit to the suction side of the second unit.
6. The installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the liquid jet ejector (14) is of the single nozzle type (15a) or of the multi-nozzle type (41).
7. The installation according to claim 6, characterized in that the liquid jet ejector (14) comprises means for adjusting the diameter of the nozzle(s) (15a, 41).
8. The installation according to claim 6 or 7, characterized in that the liquid jet ejector (14) of the multi-nozzle type comprises means (42) for reducing the number of nozzles (41).
9. The installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the centrifugal pump (13) is driven on the same shaft line as that of the liquid ring pump (1).
10. The installation according to claim 9, characterized in that the centrifugal pump (13) is driven by the same shaft (5) as the liquid ring pump (1).
11. The installation according to claim 9, characterized in that the centrifugal pump (13) is mounted on the end of the shaft (5) of the liquid ring pump (1), directly or through a step-up gear or speed variator (35).
12. The installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the inside of the liquid ring pump (1) is in relationship with a cooling liquid supply pipe (26).
13. The installation according to claim 12, characterized in that the delivery side (11) of the liquid ring pump (1) is connected directly to the suction side of the liquid jet ejector (14).
14. The installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the delivery side duct (18) of the liquid jet ejector (14) opens into a liquid-gas separator (21) comprising means connected to the suction side duct (28) of the centrifugal pump (13) for returning all or part of the liquid collected in this separator (21) to said centrifugal pump (13).
15. The installation according to claim 14, characterized in that the liquid-gas separator (21) is formed by a tank with two compartments, one (20) supplied with cooling liquid and connected to said supply pipe (26), the flow rate of the cooling liquid supplying said compartment (20) being greater than the flow rate of cooling liquid in said pipe (26), the other (19) receiving, on the one hand, the liquid-gas mixture from the liquid jet ejector (14), and on the other hand, the overflow from the other compartment (20).
16. The installation according to claims 14 and 15, characterized in that said supply pipe (26) is in relationship with a continuous cooling liquid source.
17. The installation according to claim (16), characterized in that the delivery side (17) of the centrifugal pump (13) carries, upstream of the flow rate regulating device (16), a by-pass formed by a duct (39) having a diaphragm (40) for allowing a very small amount of liquid to flow in this duct.
EP82400242A 1981-02-13 1982-02-10 Method and installation for producing a high vacuum using a single-stage liquid-ring pump Expired EP0058610B1 (en)

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