EP1848789A1 - Processing or working machine comprising an ionic liquid as the service fluid - Google Patents

Processing or working machine comprising an ionic liquid as the service fluid

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EP1848789A1
EP1848789A1 EP06708277A EP06708277A EP1848789A1 EP 1848789 A1 EP1848789 A1 EP 1848789A1 EP 06708277 A EP06708277 A EP 06708277A EP 06708277 A EP06708277 A EP 06708277A EP 1848789 A1 EP1848789 A1 EP 1848789A1
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EP
European Patent Office
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liquid
alkyl groups
aryl
fluid
ionic liquid
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EP06708277A
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Claus Hilgers
Marc Uerdingen
Markus Wagner
Peter Wasserscheid
Eberhard Schlücker
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Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Solvent Innovation GmbH
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Filing date
Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C10N2040/44Super vacuum or supercritical use

Definitions

  • the invention relates to a process or working machine with a liquid as operating fluid.
  • liquids preferably oils, as a lubricating fluid, sealing fluid, barrier fluid, pressure transmission fluid , d. H. used in general as a working fluid.
  • Hydraulic diaphragm pumps In this case, oil or another liquid is used as hydraulic fluid for the membrane drive and as coupling fluid between the membranes;
  • Hydraulic diaphragm pumps are a typical example of the disadvantages described. Due to their hermetic properties and simultaneously high pressure rigidity and conveying accuracy, such hydraulic diaphragm pumps are preferably used for critical conveying tasks, such as conveying toxic, environmentally relevant or hygienic liquids, for conveying at high pressures and for precisely dosing any liquids. In this case, however, a multiple limiting factor is the hydraulic fluid which is used as pressure transfer fluid from the piston to the diaphragm. Usually this mineral oil or synthetic oil, for example, polyglycol with a variety of additives, or special oil is used. Due to the physiological dubiousness of this lubricant, glycerine is also used in food or biotechnology.
  • glycerol requires the use of inhibitors of biological decomposition. Nevertheless, the decomposition can not be prevented.
  • the thermal limit is here only 95 0 C.
  • the viscosity is hereby set in a complex manner by mixing with water.
  • piston machines are another typical example of the occurrence of the disadvantages described.
  • a possible technical solution for special applications would be to operate them for the purpose of gas or liquid conveyance with a liquid flask or a liquid feed piston, given a sufficient difference in density and immiscibility.
  • this has so far failed at the limits of the known operating fluids, and that is because in the application of aqueous liquids, the known disadvantages, such as evaporation, corrosion, toxicity, gas solubility, etc. arise.
  • organic liquids since the disadvantages of evaporation, toxicity, volatility, etc. occur.
  • the use of liquid metals has the disadvantages of toxicity, high cost, high density, difficult sealing, etc.
  • DE 10 2004 024 967 A1 discloses the use of ionic liquids as working fluid (ie the liquid to be conveyed) for absorption heat pumps, absorption refrigerating machines and heat transformers. Gas conveying machines, hydraulic diaphragm pumps, liquid ring vacuum Recirculating and piston machines that use ionic liquids as operating fluids are not disclosed in DE 10 2004 024 967 A1.
  • the present invention is therefore based on the object, a process or working machine of the generic type, which has a fluid as Railflüs- sity designed such that the disadvantages are avoided, without losing the benefits of reaching previously used operating fluids.
  • this invention relates to a device, in particular a pump, comprising an ionic liquid as the operating medium, in particular as a separating liquid and / or hydraulic fluid.
  • a first preferred embodiment of the present invention is a gas-conveying machine which is characterized in that it has an ionic liquid as the lubricating fluid.
  • a second preferred embodiment of the present invention is a hydraulic diaphragm pump which is characterized in that it has an ionic liquid as the hydraulic fluid.
  • a third preferred embodiment of the present invention is a liquid ring vacuum pump which is characterized in that it can be used as ring liquid. having an ionic liquid. This extends the working range of the pump to the fine vacuum range.
  • a fourth preferred embodiment of the present invention is a piston type machine characterized in that it is configured with a piston oscillating in a cylinder in the form of a liquid piston or an upstream liquid feed piston made of an ionic liquid. Due to the oscillating movement of the liquid piston, a gas, a low-density immiscible liquid or a high-density liquid can be promoted.
  • the invention further relates to methods of operating the above device using ionic liquids as the operating medium.
  • the invention is based on the essential idea of designing a process machine in such a way that the operating medium provided in it, that is, the operating fluid, is an ionic fluid. This results in amazing advantages, which are set out in detail below.
  • ionic liquids consist of ions, ie anions and cations, and are thus salts.
  • common salts for example sodium chloride, they have a lower melting point and can be liquid even at room temperature.
  • all salts which are liquid in pure form below 100 ° C. are considered to be ionic liquids.
  • Ionic liquids can be referred to as liquid salts. They have an extremely low vapor pressure (10 "13 bars), have only small gas solubility, are non-flammable, are often physiologically harmless, are often thermally stable up to 250 0 C and lubricity. The list of advantages that ionic liquids , is long, so ionic liquids make one umweit- and resource-saving replacement for the previously described fluids.
  • ionic liquids In the case of ionic liquids, a suitable gradual adjustment of the polarity and thus a tuning of their properties, in particular their solubility properties, is possible by suitable choice of cation and anion.
  • the spectrum ranges from water-miscible ionic liquids, to water-immiscible liquids, to those that form two phases even with organic solvents.
  • the clever use of these extraordinary properties of ionic liquids is the key to the successful use of these fluids in the sense of the invention.
  • Ionic liquids are therefore able to avoid the disadvantages described so far. Due to their extremely low vapor pressure of 10 "13 bar (liquid salt), they can achieve extremely low pressures in the vacuum technology and at the same time avoid contamination of the process gas in both vacuum pumps and compressors.
  • ionic liquids in process machines, it is now also possible to operate the aforementioned piston machines with a liquid piston, which consists of an ionic liquid, while avoiding the disadvantages described.
  • the use of ionic liquids also has the advantage that a reaction with the conveyed is excluded because they are highly inert.
  • liquid ring vacuum pumps due to the use according to the invention of ionic liquids as ring liquid, the use of these pumps is also made possible in the fine vacuum range.
  • liquid ring vacuum pumps can be used instead of the previously used screw compressors, reciprocating compressors, rotating vane compressors, etc. be able to fully exploit their great advantages in terms of robustness, reliability and process reliability.
  • a paddle wheel is eccentrically arranged in a cylindrical housing in a liquid ring vacuum pump.
  • the operating fluid in the housing forms due to the rotation of the impeller a co-rotating, concentric liquid ring. This completes together with the rotor blades, the gas volumes in the chambers. Due to the eccentricity of the rotor, the blades in the upper area completely submerge in the liquid ring, so that the chamber volume is filled with operating fluid.
  • the liquid ring lifts off the impeller hub and forms a crescent-shaped space.
  • the gaseous fluid to be delivered is sucked into the working space by the control disk openings arranged on the end faces of the impeller.
  • the suction slot ends, and the chamber is sealed by the control discs, the impeller blades, and the fluid. Then the liquid ring migrates back to the hub and compresses the gas like a piston. As soon as the pressure slot openings are reached, the compressed gas is expelled.
  • the operating fluid has to fulfill in liquid ring vacuum pumps above all three functions, namely, first, the function of a moving piston with the Working cycles sucking, compressing and pushing out, secondly the sealing function for sealing the pump chambers against each other and thirdly the absorption of the heat of compression.
  • a portion of the operating fluid is constantly discharged through the pressure slot, wherein the same amount of fresh liquid is supplied via a fluid channel in the shaft hub of the pump. Due to this permanent recooling, a constant temperature of the operating fluid is achieved.
  • the vapor pressure of the working fluid limits the lowest suction level to be achieved in the intake manifold of the pump. If the suction pressure drops to a value equal to or close to the vapor pressure of the liquid, it cavitates and thus a complete power loss of the pump.
  • oils that have a lower vapor pressure.
  • oils lead to contamination of the pumped medium and pose an environmental risk.
  • chemicals for example, concentrated sulfuric acid for chlorine gas compression.
  • the invention provides a remedy by extending the range of application of the liquid ring vacuum pumps in the fine vacuum range due to the inventively provided use of ionic liquids. Since such ionic fluids have no appreciable vapor pressure, no cavitation occurs, so that there is no limitation of the suction pressure down. Furthermore, ionic fluids have very good lubricating properties and thus enable a shaft seal adapted to the fine vacuum. In contrast to the use of oil, there is no contamination of the delivery fluid.
  • Liquid ring vacuum pumps Due to the inventively provided use of ionic liquids in process machines, in particular in liquid ring vacuum pumps, therefore their range of application is expanded into the fine vacuum range. Liquid ring vacuum pumps are thus entering a field of application previously covered by rotary and gate valves, Roots pumps or steam jet pumps.
  • these have the disadvantage that the necessary oil lubrication of the impeller in the housing leads to a contamination of the pumped medium and that the removal of the heat of compression can be realized only expensive apparatus.
  • inventively used as operating liquid ionic liquids are compounds which are composed of cations and anions, wherein the cation used
  • imidazole-Kem may be substituted with at least one group selected from d-C ⁇ -alkyl, CrC ⁇ -alkoxy, CrC ⁇ -aminoalkyl, C 5 - C 2 -aryl or C 5 -C 2 Aryl-C 1 -C 6 -alkyl groups,
  • pyridin-Kem may be substituted with at least one group selected from -C 6 alkyl, -C 6 alkoxy, C 6 aminoalkyl, C 5 - - Pyrazolium cations of the general formula
  • pyrazole core may be substituted with at least one group selected from -C 6 alkyl, -C 6 alkoxy, C 6 aminoalkyl, C 5 -
  • triazole nucleus may be substituted with at least one group selected from -C 6 alkyl, -C 6 alkoxy, C 6 aminoalkyl, C 5 - C 2 -aryl or C 5 -C 2- aryl-C 1 -C 6 -alkyl groups,
  • R 1 , R 2 , R 3 are independently selected from the group consisting of - hydrogen;
  • Heteroaryl, heteroarylCrC ⁇ -alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms in the heteroaryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S which may be substituted by at least one group selected from C 1 -C 6 -alkyl groups and / or halogen atoms;
  • aryl-CrC ⁇ -alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may be optionally substituted with at least one d-C ⁇ -alkyl groups and / or a halogen atom;
  • Heteroaryl-CrC ⁇ -alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms in the aryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S, which may be substituted by at least one d-C ⁇ -alkyl groups and / or halogen atoms;
  • Aryl-CrC ⁇ -alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may be optionally substituted by at least one d-C ⁇ -alkyl group and / or a halogen atom,
  • the anion of the ionic liquid used is an anion of the group [PF 6 ] -, [BF 4 ] -, [CF 3 CO 2 ] -, [CF 3 SO 3 ] -, [(CF 3 SO 2 J 2 N] -, [(CF 3 SO 2) (CF 3 COO) N] -, [R 4 - SO 3] "[R 4 -O-SO 3]” [R 4 COO] ", Cr, Br” , I " , [NO 3 ] " , [N (CN) 2 ] “ , [HSO 4 ] ' or [R 4 R 5 PO 4 ] " and the radicals R 4 and R 5 are independently selected from the group consisting of - hydrogen;
  • heteroaryl, heteroaryl-Ci-C 6 alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms in the heteroaryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S, which is substituted with at least one group selected from d-C ⁇ -alkyl groups and / or halogen atoms could be;
  • aryl-CrC ⁇ -alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may be substituted by at least one d-C ⁇ -alkyl group and / or a halogen atom.
  • Butyltrimethylphosphoniumdimethylphosphat miscible, stable, chemically inert with water to 200 0 C.

Abstract

The invention relates to a processing or working machine comprising a liquid as the service fluid, an ionic liquid constituting said service fluid. The invention also relates to the use of service fluids in processing or working machines, whereby an ionic liquid constitutes the service fluid and is used in particular as a lubricating fluid, confining fluid, sealing fluid, or a pressure transmission fluid.

Description

Prozess- bzw. Arbeitsmaschine mit ionischer Flüssigkeit als BetriebsflüssigkeitProcess or working machine with ionic liquid as operating fluid
Die Erfindung betrifft eine Prozess- bzw. Arbeitsmaschine mit einer Flüssigkeit als Betriebsflüssigkeit.The invention relates to a process or working machine with a liquid as operating fluid.
In vielen Förder-, Wirk- und Arbeitsprinzipien von Prozess- und Arbeitsmaschinen werden Betriebsflüssigkeiten zur Funktionserhaltung und/oder -sicherstellung ver- wendet.Operating fluids for functional maintenance and / or safety are used in many conveying, working and operating principles of process and work machines.
So werden im Bereich von Prozessmaschinen, wie Pumpen, insbesondere Vakuumpumpen, Drehschieberpumpen, Flügelzellenpumpen, Kolbenpumpen, Membranpumpen, usw., bei Kompressoren, wie Schraubenkompressoren usw., sowie bei Kolbenmaschinen Flüssigkeiten, bevorzugt Öle, als Schmierfluid, Abdich- tungsfluid, Sperrfluid, Druckübertragungsfluid, d. h. ganz allgemein als Betriebsflüssigkeit eingesetzt. Hierdurch wird der Einsatz einer Prozessmaschine überhaupt erst ermöglicht, da sich damit beispielsweise eine Reduzierung des Verschleißes, der Reibung sowie des Spaltleckagestromes erzielen lässt.Thus, in the field of process machines, such as pumps, in particular vacuum pumps, rotary vane pumps, vane pumps, piston pumps, diaphragm pumps, etc., in compressors, such as screw compressors, etc., and piston machines liquids, preferably oils, as a lubricating fluid, sealing fluid, barrier fluid, pressure transmission fluid , d. H. used in general as a working fluid. As a result, the use of a process machine is made possible in the first place, because it can be used, for example, to reduce the wear, the friction and the gap leakage current.
Typische Beispiele solcher Anwendungen sind:Typical examples of such applications are:
a) Hydraulische Membranpumpen. Hierbei wird Öl oder eine andere Flüssigkeit als Hydraulikflüssigkeit für den Membranantrieb sowie als Kopplungsfluid zwi- sehen den Membranen verwendet;a) Hydraulic diaphragm pumps. In this case, oil or another liquid is used as hydraulic fluid for the membrane drive and as coupling fluid between the membranes;
b) Verschiedene Typen von Vakuumpumpen und Verdichtern, wie Drehschieberpumpen, Rootspumpen, Drehkolbenverdichter, Schraubenverdichter, Kolbenkompressoren, Scrol I Verdichter usw. Hier gelangen Schmierflüssigkeiten zur Schmierung, aber auch zur Abdichtung der Verdichterorgane sowie zur Kühlung der Verdichterorgane und der Förderfluide zur Anwendung; c) Flüssigkeitsringvakuumpumpen. Diese verwenden Flüssigkeiten als Betriebsflüssigkeit zur Erzeugung des Fördereffektes (flüssiger Kolben), zur Schmierung sowie zur Aufnahme der Kompressionswärme.b) Different types of vacuum pumps and compressors, such as rotary vane pumps, Roots pumps, rotary piston compressors, screw compressors, reciprocating compressors, Scrol I compressors, etc. Here are lubricating fluids for lubrication, but also for sealing the compressor bodies and for cooling the compressor bodies and the delivery fluids used; c) liquid ring vacuum pumps. These use liquids as operating fluid to generate the conveying effect (liquid piston), for lubrication and to absorb the heat of compression.
d) Arbeitsmaschinen und Arbeitsaggregate, wie Motoren, Getriebe, Hydrauliksysteme usw. Hier gelangen Flüssigkeiten als Schmierfluide, d.h. zur Lagerschmierung, zur Zahnschmierung usw., sowie zur Kraftübertragung, insbesondere bei Hydraulikaggregaten, Hydraulikzylindern, Hebevorrichtungen usw., zum Einsatz;d) Work machines and work units such as motors, transmissions, hydraulic systems, etc. Here, liquids enter as lubricating fluids, i. for bearing lubrication, tooth lubrication, etc., as well as for power transmission, especially in hydraulic units, hydraulic cylinders, lifting devices, etc., for use;
Als Folge davon ergeben sich bestimmte Vorteile, die unter anderem in Folgendem bestehen:As a result, there are certain benefits, including:
a) Steigerung des Wirkungsgrades, b) Schutz vor Verschleiß und c) Verdunstungskühlung, d. h. die Flüssigkeit verdunstet in den Pumpenkammern bei Überschreitung der Verdampfungstemperatur und kühlt damit das Prozessgas, da die Flüssigkeit einen Teil der Verdichtungswärme aufnimmt.a) increase in efficiency, b) protection against wear and c) evaporative cooling, d. H. the liquid evaporates in the pump chambers when the evaporation temperature is exceeded and thus cools the process gas as the liquid absorbs part of the heat of compression.
Einer derartigen Verwendung der bekannten Betriebsmittelflüssigkeiten in Pro- zess- und Arbeitsmaschinen stehen jedoch gravierende Nachteile gegenüber. So bestimmt der Dampfdruck derartiger Flüssigkeiten den minimalen Druck in einer Prozessmaschine, wobei im Fall einer Verdampfung der Flüssigkeit diese wieder aus dem Prozessgas aufwendig abgeschieden werden muss.However, such use of the known operating fluids in process and work machines faces serious disadvantages. Thus, the vapor pressure of such liquids determines the minimum pressure in a process machine, wherein in the case of evaporation of the liquid, it must again be expensively separated from the process gas.
Hydraulische Membranpumpen sind ein typisches Beispiel für die geschilderten Nachteile. Derartige hydraulische Membranpumpen werden aufgrund ihrer hermetischen Eigenschaften bei gleichzeitig hoher Drucksteifigkeit und Fördergenauigkeit bevorzugt für kritische Förderaufgaben, wie zum Fördern toxischer, umweltre- levanter oder hygienischer Flüssigkeiten, zum Fördern bei hohen Drucken sowie zum präzisen Dosieren beliebiger Flüssigkeiten eingesetzt. Hierbei bildet jedoch ein vielfach begrenzender Faktor das Hydraulikfluid, das als Druckübertragungsfluid vom Kolben auf die Membran zum Einsatz gelangt. Üblicherweise wird hierfür Mineralöl oder auch synthetisches Öl, beispielsweise PoIy- glykol mit einer Vielzahl von Additiven, oder auch Sonderöl verwendet. Aufgrund der physiologischen Bedenklichkeit dieses Schmiermittels wird in der Lebensmittel- oder Biotechnik auch Glyzerin angewendet.Hydraulic diaphragm pumps are a typical example of the disadvantages described. Due to their hermetic properties and simultaneously high pressure rigidity and conveying accuracy, such hydraulic diaphragm pumps are preferably used for critical conveying tasks, such as conveying toxic, environmentally relevant or hygienic liquids, for conveying at high pressures and for precisely dosing any liquids. In this case, however, a multiple limiting factor is the hydraulic fluid which is used as pressure transfer fluid from the piston to the diaphragm. Usually this mineral oil or synthetic oil, for example, polyglycol with a variety of additives, or special oil is used. Due to the physiological dubiousness of this lubricant, glycerine is also used in food or biotechnology.
All diese Fluide weisen aber Nachteile auf. So zeigt sich beispielsweise bei der Anwendung von Mineralöl, dass gelöstes Gas den minimalen Saugdruck der Membranpumpe auf 0,4 bar absolut begrenzt. Die thermische Grenze ist bei ca. 150 0C erreicht. Außerdem ergibt sich eine starke Veränderung der Viskosität aufgrund von Temperaturänderung. Die Anwendung von synthetischem Öl zeigt die gleichen Nachteile wie bei Mineralöl, wobei die thermische Grenze etwas höher liegt.All these fluids have disadvantages. For example, when using mineral oil, dissolved gas absolutely limits the minimum suction pressure of the diaphragm pump to 0.4 bar. The thermal limit is reached at about 150 0 C. In addition, there is a large change in viscosity due to temperature change. The use of synthetic oil shows the same drawbacks as with mineral oil, with the thermal limit being slightly higher.
Schließlich bedingt die Anwendung von Glyzerin den Einsatz von Inhibitoren gegen biologische Zersetzung. Gleichwohl lässt sich die Zersetzung aber nicht verhindern. Die thermische Grenze liegt hier bei lediglich 95 0C. Die Viskosität wird hierbei in aufwändiger Weise durch Mischen mit Wasser eingestellt.Finally, the use of glycerol requires the use of inhibitors of biological decomposition. Nevertheless, the decomposition can not be prevented. The thermal limit is here only 95 0 C. The viscosity is hereby set in a complex manner by mixing with water.
Ein weiteres typisches Beispiel für die geschilderten Nachteile sind Flüssigkeitsringvakuumpumpen. Hier wird der rotierende Flüssigkeitsring zur Abdichtung der Laufradkammern gegeneinander sowie zur Übertragung der notwendigen Kompressionsenergie auf das Gas benötigt. Der Dampfdruck der Ringflüssigkeit be- grenzt dabei das minimal erreichbare Saugdruckniveau. Bei diesem Saugdruck füllen sich dann die Laufradkammern vollständig mit der verdampfenden Betriebsflüssigkeit, und das Saugvermögen der Flüssigkeitsringvakuumpumpe sinkt auf Null. In der Praxis eingesetzte Betriebsflüssigkeiten, vorzugsweise Wasser mit einem Dampfdruck bei Umgebungstemperatur von ca. 23 mbar sowie Öle mit ei- nem Dampfdruck von ca. 1 mbar, erlauben daher lediglich den Betrieb im sog. Grobvakuumbereich. Bei Prozessen, die demgegenüber den sog. Feinvakuumbereich benötigen, müssen demzufolge zwangsläufig andere Verdichter eingesetzt werden. Diese weisen allerdings aufgrund ihrer Funktionsprinzipien Nachteile gegenüber dem Einsatz einer Flüssigkeitsringvakuumpumpe auf. Speziell im Bereich der chemischen Industrie ist die Anwendung zur Verdichtung von Kohlenwasserstoffen nur unter großen Sicherheitsvorkehrungen möglich, da die einsetzbaren Verdichter einer explosionsgeschützten Ausführung bedürfen.Another typical example of the disadvantages described are liquid ring vacuum pumps. Here, the rotating liquid ring is needed to seal the impeller chambers against each other and to transfer the necessary compression energy to the gas. The vapor pressure of the ring liquid limits the minimum achievable suction pressure level. At this suction pressure, the impeller chambers then completely fill up with the evaporating working fluid, and the pumping speed of the liquid ring vacuum pump drops to zero. Operating fluids used in practice, preferably water with a vapor pressure at ambient temperature of about 23 mbar and oils with a vapor pressure of about 1 mbar, therefore only allow operation in the so-called rough vacuum range. In contrast, in processes which require the so-called. Fine vacuum range, inevitably other compressors must be used become. However, these have disadvantages due to their operating principles compared to the use of a liquid ring vacuum pump. Especially in the chemical industry, the use of hydrocarbons to compress hydrocarbons is only possible with great safety precautions, since the compressors that can be used require an explosion-proof design.
Um den Vakuumbereich zu senken, wurden daher bereits Untersuchungen mit Ölen und verschiedenen Fluiden auf wässriger Basis durchgeführt. Die Absenkung des Saugdruckniveaus konnte jedoch nur bis zu einer Grenze von 1 mbar erreicht werden. Diese geringfügige Erweiterung des Einsatzbereiches ist allerdings gleichzeitig mit Schwierigkeiten bezüglich der Handhabung der meist toxischen oder umweltgefährdenden Betriebsflüssigkeit verbunden. Gleichzeitig musste sichergestellt werden, dass die Ringflüssigkeit nicht mit dem meist aggressiven bzw. korrosiven abzusaugenden Gas reagiert.Therefore, in order to reduce the vacuum area, studies have been conducted with oils and various aqueous-based fluids. However, the lowering of the suction pressure level could only be achieved up to a limit of 1 mbar. However, this minor extension of the field of use is associated with difficulties in handling the most toxic or environmentally hazardous operating fluid. At the same time, it had to be ensured that the ring liquid did not react with the usually aggressive or corrosive gas to be sucked off.
Schließlich sind Kolbenmaschinen ein weiteres typisches Beispiel für das Auftreten der geschilderten Nachteile. Bei derartigen Kolbenmaschinen wäre eine mögliche technische Lösung für spezielle Anwendungen, diese zum Zweck der Gasoder auch Flüssigkeitsförderung mit einem Flüssigkolben oder einem Flüssigvor- lagekolben zu betreiben, und zwar bei gegebenem ausreichenden Dichteunterschied und Nichtmischbarkeit. Dies ist jedoch bisher an den Grenzen der bekannten Betriebsflüssigkeiten gescheitert, und zwar deswegen, weil sich bei der Anwendung von wässrigen Flüssigkeiten die bekannten Nachteile, wie Verdampfung, Korrosion, Toxizität, Gaslöslichkeit usw., ergeben. Gleiches gilt bei der Anwen- düng von organischen Flüssigkeiten, da hier die Nachteile der Verdampfung, Toxizität, Flüchtigkeit usw. auftreten. Schließlich sind bei der Anwendung flüssiger Metalle die Nachteile von Toxizität, hohen Kosten, hoher Dichte, schwierige Abdichtung usw. gegeben. Die nachveröffentlichte DE 10 2004 024 967 A1 offenbart die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten als Arbeitsflüssigkeit (d.h. die zu fördernde Flüssigkeit) für Absorptionswärmepumpen, Absorptionskältemaschinen und Wärmetransformatoren. Gasfördermaschinen, Hydraulische Membranpumpen, Flüssigkeitsringvaku- umpumpen und Kolbenmaschinen, die ionische Flüssigkeiten als Betriebsflüssigkeiten verwenden, werden in der DE 10 2004 024 967 A1 nicht offenbart.Finally, piston machines are another typical example of the occurrence of the disadvantages described. In such reciprocating engines, a possible technical solution for special applications would be to operate them for the purpose of gas or liquid conveyance with a liquid flask or a liquid feed piston, given a sufficient difference in density and immiscibility. However, this has so far failed at the limits of the known operating fluids, and that is because in the application of aqueous liquids, the known disadvantages, such as evaporation, corrosion, toxicity, gas solubility, etc. arise. The same applies to the application of organic liquids, since the disadvantages of evaporation, toxicity, volatility, etc. occur. Finally, the use of liquid metals has the disadvantages of toxicity, high cost, high density, difficult sealing, etc. The subsequently published DE 10 2004 024 967 A1 discloses the use of ionic liquids as working fluid (ie the liquid to be conveyed) for absorption heat pumps, absorption refrigerating machines and heat transformers. Gas conveying machines, hydraulic diaphragm pumps, liquid ring vacuum Recirculating and piston machines that use ionic liquids as operating fluids are not disclosed in DE 10 2004 024 967 A1.
Die DE 103 16 418 A1 offenbart die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten als Wärmeträger für die indirekte Zu- oder Abführung von Wärme aus einem Reaktor. Die Druckschrift lehrt, dass aufgrund der höheren Wärmeaufnahme der Kühlmedien eine Ersparnis in der Antriebsleistung der Pumpen möglich ist und dass keine speziellen Pumpenanordnungen zur Förderung der ionischen Flüssigkeiten notwendig sind. Es wird zudem offenbart, dass zusätzliche Pumpenabdichtungen der Pumpen mit einer Sperrflüssigkeit möglich sind und dass solche Sperrflüssigkeiten ebenfalls ionische Flüssigkeiten sein können.DE 103 16 418 A1 discloses the use of ionic liquids as heat carriers for the indirect supply or removal of heat from a reactor. The document teaches that due to the higher heat absorption of the cooling media, a reduction in the drive power of the pump is possible and that no special pump arrangements for the promotion of ionic liquids are necessary. It is also disclosed that additional pump seals of the pumps with a barrier liquid are possible and that such barrier fluids may also be ionic liquids.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Prozess- bzw. Arbeitsmaschine der gattungsgemäßen Art, die eine Flüssigkeit als Betriebsflüs- sigkeit aufweist, derart auszugestalten, dass die geschilderten Nachteile vermieden sind, ohne die Vorteile der bisher zum Einsatz gelangenden Betriebsflüssigkeiten zu verlieren.The present invention is therefore based on the object, a process or working machine of the generic type, which has a fluid as Betriebsflüs- sity designed such that the disadvantages are avoided, without losing the benefits of reaching previously used operating fluids.
In seiner allgemeinsten Ausführungsform betrifft diese Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere eine Pumpe, umfassend eine ionische Flüssigkeit als Betriebsmedium, insbesondere als Trennflüssigkeit und/oder Hydraulikflüssigkeit.In its most general embodiment, this invention relates to a device, in particular a pump, comprising an ionic liquid as the operating medium, in particular as a separating liquid and / or hydraulic fluid.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Gasfördermaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie als Schmier- bzw. Sperrfluid eine ionische Flüssigkeit aufweist.A first preferred embodiment of the present invention is a gas-conveying machine which is characterized in that it has an ionic liquid as the lubricating fluid.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine hydraulische Membranpumpe, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie als Hydrau- likfluid eine ionische Flüssigkeit aufweist.A second preferred embodiment of the present invention is a hydraulic diaphragm pump which is characterized in that it has an ionic liquid as the hydraulic fluid.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Flüssigkeitsringvakuumpumpe, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie als Ringflüs- sigkeit eine ionische Flüssigkeit aufweist. Dadurch wird der Arbeitsbereich der Pumpe in den Feinvakuumbereich erweitert.A third preferred embodiment of the present invention is a liquid ring vacuum pump which is characterized in that it can be used as ring liquid. having an ionic liquid. This extends the working range of the pump to the fine vacuum range.
Eine vierte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine KoI- benmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie mit einem in einem Zylinder oszillierenden Kolben in Form eines Flüssigkeitskolbens oder eines vorgelagerten Flüssigvorlagekolbens ausgestaltet ist, der aus einer ionischen Flüssigkeit besteht. Aufgrund der oszillierenden Bewegung des Flüssigkeitskolbens kann ein Gas, eine nichtmischbare Flüssigkeit geringer Dichte oder eine Flüssigkeit großer Dichte gefördert werden.A fourth preferred embodiment of the present invention is a piston type machine characterized in that it is configured with a piston oscillating in a cylinder in the form of a liquid piston or an upstream liquid feed piston made of an ionic liquid. Due to the oscillating movement of the liquid piston, a gas, a low-density immiscible liquid or a high-density liquid can be promoted.
Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zum Betrieb der obengenannten Vorrichtung unter Verwendung von ionischen Flüssigkeiten als Betriebsmedium.The invention further relates to methods of operating the above device using ionic liquids as the operating medium.
Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den Ansprüchen beschrieben.Advantageous embodiments thereof are described in the claims.
Der Erfindung liegt der wesentliche Gedanke zugrunde, eine Prozess- bzw. Arbeitsmaschine derart auszugestalten, dass das in ihr vorgesehene Betriebsmedium, d.h., die Betriebsflüssigkeit eine ionische Flüssigkeit ist. Hierdurch ergeben sich verblüffende Vorteile, die nachstehend im Einzelnen dargelegt werden.The invention is based on the essential idea of designing a process machine in such a way that the operating medium provided in it, that is, the operating fluid, is an ionic fluid. This results in amazing advantages, which are set out in detail below.
Wie bekannt, bestehen ionische Flüssigkeiten aus Ionen, d.h. Anionen und Kationen, und sind damit Salze. Im Gegensatz zu geläufigen Salzen, beispielsweise Natriumchlorid, haben sie jedoch einen niedrigeren Schmelzpunkt und können schon bei Raumtemperatur flüssig sein. So gelten per Definition alle Salze, die in reiner Form unterhalb von 100 0C flüssig vorliegen, als ionische Flüssigkeit.As is known, ionic liquids consist of ions, ie anions and cations, and are thus salts. However, in contrast to common salts, for example sodium chloride, they have a lower melting point and can be liquid even at room temperature. By definition, all salts which are liquid in pure form below 100 ° C. are considered to be ionic liquids.
Ionische Flüssigkeiten können als flüssige Salze bezeichnet werden. Sie besitzen einen extrem niedrigen Dampfdruck (10"13 bar), weisen nur geringe Gaslöslichkeit auf, sind nicht brennbar, sind vielfach physiologisch unbedenklich, sind vielfach thermisch stabil bis über 250 0C und sind schmierfähig. Die Liste der Vorteile, die ionische Flüssigkeiten bieten, ist lang. Ionische Flüssigkeiten stellen daher einen umweit- und ressourcenschonenden Ersatz für die bisher beschriebenen Flüssigkeiten dar.Ionic liquids can be referred to as liquid salts. They have an extremely low vapor pressure (10 "13 bars), have only small gas solubility, are non-flammable, are often physiologically harmless, are often thermally stable up to 250 0 C and lubricity. The list of advantages that ionic liquids , is long, so ionic liquids make one umweit- and resource-saving replacement for the previously described fluids.
Bei ionischen Flüssigkeiten ist durch geeignete Wahl von Kation und Anion eine gewünschte stufenweise Einstellung der Polarität und damit eine Abstimmung ihrer Eigenschaften, insbesondere ihrer Löslichkeitseigenschaften, möglich. Die Bandbreite reicht dabei von wassermischbaren ionischen Flüssigkeiten über was- semichtmischbare Flüssigkeiten bis hin zu solchen, die selbst mit organischen Lösungsmitteln zwei Phasen bilden. Die geschickte Ausnutzung dieser außeror- dentlichen Eigenschaften von ionischen Flüssigkeiten ist der Schlüssel zum erfolgreichen Einsatz dieser Flüssigkeiten im erfindungsgemäßen Sinn.In the case of ionic liquids, a suitable gradual adjustment of the polarity and thus a tuning of their properties, in particular their solubility properties, is possible by suitable choice of cation and anion. The spectrum ranges from water-miscible ionic liquids, to water-immiscible liquids, to those that form two phases even with organic solvents. The clever use of these extraordinary properties of ionic liquids is the key to the successful use of these fluids in the sense of the invention.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verwendung einer ionischen Flüssigkeit als Betriebsflüssigkeit in Prozess- bzw. Arbeitsmaschinen können nach Wunsch folgende Parameter vorteilhaft beeinflußt werden:The inventively provided use of an ionic liquid as a working fluid in process or working machines, the following parameters can be advantageously influenced as desired:
a) Schmierwirkung b) Drucksteifigkeit c) Viskosität in Abhängigkeit von der Temperatur d) Dampfdruckgrenze e) chemische Inertheit f) thermische Inertheit g) Löslichkeitsverhalten h) physiologische Unbedenklichtkeit.a) Lubricating effect b) Compressive stiffness c) Viscosity as a function of temperature d) Vapor pressure limit e) Chemical inertness f) Thermal inertness g) Solubility h) Physiological compatibility.
Damit lassen sich mit ionischen Flüssigkeiten, welche die vorgenannten Parameter im Vergleich zu den bisher benutzten Betriebsflüssigkeiten verbessern, folgende Vorteile erzielen:This can be achieved with ionic liquids, which improve the aforementioned parameters compared to the previously used operating fluids, the following advantages:
a) Absenkung der durch den Verdampfungsdruck bestimmten Vakuumgrenze. Dies beruht darauf, dass der extrem niedrige Verdampfungsdruck einer ionischen Flüssigkeit von etwa 10"13 bar eine deutliche Herabsetzung des erreichbaren Va- kuumdrucks ermöglicht, z.B. im Bereich von Flüssigkeitsringvakuumpumpen, bei denen erfindungsgemäß eine ionische Flüssigkeit als Ringflüssigkeit zur Anwendung gelangen kann.a) lowering the vacuum limit determined by the evaporation pressure. This is based on the fact that the extremely low evaporation pressure of an ionic liquid of about 10 "13 bar significantly reduces the achievable VA. For example, in the area of liquid ring vacuum pumps, in which an ionic liquid according to the invention can be used as ring liquid for use.
b) Eine vorhandene Schmierwirkung in Kombination mit höherer Temperaturstabilität und niederem Dampfdruck führt bei allen geschmierten Vakuumpumpentypen und Verdichtern zu einem geringeren Schmiermittelverbrauch sowie zur Einsparung von Ölabscheidem bei gleichzeitiger Absenkung des erreichbaren Vakuums.b) An existing lubricating effect in combination with higher temperature stability and lower vapor pressure leads to lower lubricant consumption and to the saving of oil separators with all lubricated vacuum pump types and compressors while reducing the achievable vacuum.
c) Eine erzielbare gute Schmierwirkung in Kombination mit physiologischer Unbedenklichkeit und thermischer sowie chemischer Stabilität stellt für Schmieranforderungen in Hygienebetrieben und Hygienemaschinen sowie Apparaten einen grossen Hinzugewinn an Wirtschaftlichkeit und Sicherheit dar. Typische Beispiele hierfür sind hydraulische Membranpumpen für den Hygienebetrieb, Getriebe für den Hygienebetrieb, Lagerschmieranforderungen im Hygienebetrieb, Dichtungsschmierung im Hygienebetrieb usw.c) An achievable good lubricating effect in combination with physiological safety and thermal and chemical stability represents a major gain in economy and safety for lubrication requirements in sanitary and hygienic machines and apparatus. Typical examples include hydraulic diaphragm pumps for sanitary operation, gearboxes for hygienic operation, bearing lubrication requirements in hygienic operation, seal lubrication in hygienic operation, etc.
d) Eine höhere Drucksteifigkeit verspricht bei allen Druckerzeugern aufgrund der geringeren Kompressibilität höhere Wirkungsgrade und ermöglicht damit kleinere Maschinen für die gleiche Förderleistung.d) A higher compressive stiffness promises higher efficiencies for all pressure generators due to the lower compressibility and thus allows smaller machines for the same capacity.
e) Ein geringerer Abfall der Viskosität bei Temperaturerhöhung ermöglicht stabilere Betriebszustände und geringere Leckverluste in Pumpen bei hohen Tempe- raturen. Damit steigt auch der Wirkungsgrad.e) A lesser drop in the viscosity when the temperature rises allows more stable operating conditions and lower leakage losses in pumps at high temperatures. This also increases the efficiency.
f) Die geringe Gaslöslichkeit sowie der sehr niedrige Dampfdruck einer ionischen Flüssigkeit ermöglichen deren erfindungsgemäße Verwendung als Flüssigkolben für Gase und bestimmte Flüssigkeiten sowie als Hydraulikfluid für Memb- ranpumpen mit geringem Gasgehalt und damit verbesserter Fördergenauigkeit. Als Besonderheit gilt, dass spezielle ionische Flüssigkeiten absolut oxidationsun- willig sind und daher für die Sauerstoffverdichtung oder als Flüssigkolben als Schmiermittel dienen können.f) The low gas solubility and the very low vapor pressure of an ionic liquid allow their use according to the invention as liquid flasks for gases and certain liquids as well as hydraulic fluid for diaphragm pumps with low gas content and thus improved conveying accuracy. A special feature is that special ionic liquids are completely oxidized are willing and therefore can serve as a lubricant for oxygen compression or as a liquid piston.
g) Der typische sehr niedrige Dampfdruck einer ionischen Flüssigkeit erlaubt große Saughöhen bei Membranpumpen.g) The typical very low vapor pressure of an ionic liquid allows high suction heights for diaphragm pumps.
h) Die chemische Inertheit einer ionischen Flüssigkeit erlaubt die Anwendung als Schmierung in Fördermaschinen für Chemikalien.h) The chemical inertness of an ionic liquid allows its use as lubrication in chemical handling equipment.
Ionische Flüssigkeiten sind daher in der Lage, die bisher geschilderten Nachteile zu vermeiden. Sie können aufgrund ihres extrem niedrigen Dampfdruckes von 10"13 bar (flüssiges Salz) extrem niedrige Drücke in der Vakuumtechnik erreichen und gleichzeitig sowohl bei Vakuumpumpen als auch bei Verdichtern eine Kontamination des Prozessgases vermeiden.Ionic liquids are therefore able to avoid the disadvantages described so far. Due to their extremely low vapor pressure of 10 "13 bar (liquid salt), they can achieve extremely low pressures in the vacuum technology and at the same time avoid contamination of the process gas in both vacuum pumps and compressors.
Außerdem besteht die Möglichkeit, auf diese Weise auch kritische Gase, wie Reinsauerstoff, in mit Flüssigkeit geschmierten Maschinen zu fördern, ohne Oxidation oder gar Brände zu verursachen.In addition, it is possible in this way to promote critical gases, such as pure oxygen, in liquid-lubricated machines, without causing oxidation or even fires.
Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Verwendung ionischer Flüssigkeiten in Prozessmaschinen ist es nun auch möglich, auch die vorerwähnten Kolbenmaschinen mit einem Flüssigkolben, der aus einer ionischen Flüssigkeit besteht, zu betreiben und gleichzeitig die beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Hierbei bringt die Verwendung ionischer Flüssigkeiten außerdem den Vorteil, dass eine Reaktion mit dem Fördergut ausgeschlossen ist, da sie in hohem Maße inert sind.Due to the inventively provided use of ionic liquids in process machines, it is now also possible to operate the aforementioned piston machines with a liquid piston, which consists of an ionic liquid, while avoiding the disadvantages described. Here, the use of ionic liquids also has the advantage that a reaction with the conveyed is excluded because they are highly inert.
Schließlich wird auch bei Flüssigkeitsringvakuumpumpen aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung ionischer Flüssigkeiten als Ringflüssigkeit der Ein- satz dieser Pumpen auch im Feinvakuumbereich ermöglicht. Auf diese Weise können Flüssigkeitsringvakuumpumpen anstelle der bisher eingesetzten Schraubenverdichter, Kolbenverdichter, rotierender Flügelzellenverdichter usw. einge- setzt werden und ihre großen Vorteile hinsichtlich Robustheit, Zuverlässigkeit und Prozesssicherheit voll ausspielen.Finally, even with liquid ring vacuum pumps due to the use according to the invention of ionic liquids as ring liquid, the use of these pumps is also made possible in the fine vacuum range. In this way, liquid ring vacuum pumps can be used instead of the previously used screw compressors, reciprocating compressors, rotating vane compressors, etc. be able to fully exploit their great advantages in terms of robustness, reliability and process reliability.
Die hier bisher auftretenden Nachteile und Schwierigkeiten werden durch die er- findungsgemäße Verwendung von ionischen Flüssigkeiten umgangen, da diese auf die jeweiligen Prozessbedingungen und die abzusaugenden Gase angepasst werden können. Somit kann eine Reaktion mit dem abzusaugenden Gas sicher verhindert werden.The disadvantages and difficulties encountered so far are circumvented by the use according to the invention of ionic liquids, since these can be adapted to the respective process conditions and the gases to be extracted. Thus, a reaction with the gas to be extracted can be surely prevented.
Die Vorteile der Verwendung ionischer Flüssigkeiten als Betriebsflüssigkeit werden im Folgenden anhand des Funktionsprinzips einer Flüssigkeitsringvakuumpumpe und der Grenzen der hierbei bisher eingesetzten Fluide erläutert.The advantages of using ionic liquids as operating fluid are explained below on the basis of the functional principle of a liquid ring vacuum pump and the limits of the fluids used to date.
So ist bei einer Flüssigkeitsringvakuumpumpe in einem zylinderförmigen Gehäuse ein Schaufelrad exzentrisch angeordnet. Die im Gehäuse befindliche Betriebsflüssigkeit bildet aufgrund der Rotation des Schaufelrades einen mitumlaufenden, konzentrisch ausgebildeten Flüssigkeitsring. Dieser schließt zusammen mit den Rotorschaufeln die Gasvolumina in den Kammern ab. Aufgrund der Exzentrizität des Rotors tauchen die Schaufeln im oberen Bereich komplett in den Flüssigkeits- ring ein, so dass das Kammervolumen mit Betriebsflüssigkeit gefüllt ist. Im Lauf der Rotation hebt der Flüssigkeitsring von der Laufradnabe ab und bildet einen sichelförmigen Raum aus. Das zu fördernde gasförmige Fluid wird durch die an den Stirnflächen des Laufrades angeordneten Steuerscheibenöffnungen in den Arbeitsraum angesaugt. Kurz bevor das gasgefüllte Kammervolumen sein Maxi- mum erreicht, endet der Saugschlitz, und die Kammer wird durch die Steuerscheiben, die Laufradschaufeln und die Flüssigkeit abgedichtet. Sodann wandert der Flüssigkeitsring wieder auf die Nabe zu und verdichtet dabei das Gas wie ein Kolben. Sobald die Druckschlitzöffnungen erreicht sind, wird das komprimierte Gas ausgeschoben.Thus, a paddle wheel is eccentrically arranged in a cylindrical housing in a liquid ring vacuum pump. The operating fluid in the housing forms due to the rotation of the impeller a co-rotating, concentric liquid ring. This completes together with the rotor blades, the gas volumes in the chambers. Due to the eccentricity of the rotor, the blades in the upper area completely submerge in the liquid ring, so that the chamber volume is filled with operating fluid. During the rotation, the liquid ring lifts off the impeller hub and forms a crescent-shaped space. The gaseous fluid to be delivered is sucked into the working space by the control disk openings arranged on the end faces of the impeller. Just before the gas-filled chamber volume reaches its maximum, the suction slot ends, and the chamber is sealed by the control discs, the impeller blades, and the fluid. Then the liquid ring migrates back to the hub and compresses the gas like a piston. As soon as the pressure slot openings are reached, the compressed gas is expelled.
Die Betriebsflüssigkeit hat in Flüssigkeitsringvakuumpumpen vor allem drei Funktionen zu erfüllen, und zwar erstens die Funktion eines bewegten Kolbens mit den Arbeitstakten Ansaugen, Verdichten und Ausschieben, zweitens die Dichtfunktion zur Abdichtung der Schöpfräume gegeneinander und drittens die Aufnahme der Verdichtungswärme.The operating fluid has to fulfill in liquid ring vacuum pumps above all three functions, namely, first, the function of a moving piston with the Working cycles sucking, compressing and pushing out, secondly the sealing function for sealing the pump chambers against each other and thirdly the absorption of the heat of compression.
Um die Verdichtungswärme abzuführen, wird ständig ein Teil der Betriebsflüssigkeit durch den Druckschlitz ausgeschleust, wobei die gleiche Menge Frischflüssigkeit über einen Flüssigkeitskanal in der Wellennabe der Pumpe zugeführt wird. Aufgrund dieser permanenten Rückkühlung wird eine konstante Temperatur der Betriebsflüssigkeit erreicht.To dissipate the heat of compression, a portion of the operating fluid is constantly discharged through the pressure slot, wherein the same amount of fresh liquid is supplied via a fluid channel in the shaft hub of the pump. Due to this permanent recooling, a constant temperature of the operating fluid is achieved.
Grundsätzlich begrenzt der Dampfdruck der Betriebsflüssigkeit, wie bekannt, das zu erreichende niedrigste Saugniveau im Ansaugstutzen der Pumpe. Sinkt der Ansaugdruck auf einen Wert gleich oder nahe dem Dampfdruck der Flüssigkeit, kommt es zur Kavitation und damit zu einem vollständigen Leistungsabfall der Pumpe.Basically, the vapor pressure of the working fluid, as known, limits the lowest suction level to be achieved in the intake manifold of the pump. If the suction pressure drops to a value equal to or close to the vapor pressure of the liquid, it cavitates and thus a complete power loss of the pump.
In den meisten Anwendungsfällen wird Wasser als Ringflüssigkeit verwendet. Der Vorteil hierbei ist die hohe spezifische Wärmekapazität, die ständige Verfügbarkeit, die Umweltverträglichkeit und schließlich der Preis.In most applications, water is used as the ring liquid. The advantage here is the high specific heat capacity, the constant availability, the environmental compatibility and finally the price.
Nachteilig wirkt sich jedoch die Korrosionsgefahr bei ferritischen Werkstoffen aus und die Begrenzung des Einsatzbereiches auf das Grobvakuum bis zu ca. 50 mbar.The disadvantage, however, is the risk of corrosion in ferritic materials and the limitation of the range of application to the rough vacuum up to about 50 mbar.
Bei Sonderanwendungen werden auch Öle eingesetzt, die einen niedrigeren Dampfdruck haben. Derartige Öle führen allerdings zu einer Kontamination des Fördermediums und stellen ein Umweltrisiko dar. Bekannt ist außerdem die Anwendung von Chemikalien als Betriebsflüssigkeit, zum Beispiel konzentrierte Schwefelsäure zur Chlorgasverdichtung.Special applications also use oils that have a lower vapor pressure. However, such oils lead to contamination of the pumped medium and pose an environmental risk. Also known is the use of chemicals as a working fluid, for example, concentrated sulfuric acid for chlorine gas compression.
Diese Anwendungen erfordern jedoch erhöhte Sicherheitsmaßnahmen sowie zusätzliche Apparate wie Ölabscheider usw. In sämtlichen bisher bekannten Fällen bleibt aber der Einsatzbereich von Flüssigkeitsringvakuumpumpen auf das Grobvakuum beschränkt.However, these applications require increased safety measures as well as additional equipment such as oil separators, etc. In all cases known hitherto, however, the field of application of liquid ring vacuum pumps remains limited to the rough vacuum.
Hier schafft nun die Erfindung Abhilfe, indem aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Verwendung ionischer Flüssigkeiten der Einsatzbereich der Flüssigkeitsringvakuumpumpen in den Feinvakuumbereich erweitert wird. Da derartige ionische Fluide keinen nennenswerten Dampfdruck besitzen, tritt keinerlei Kavitation auf, so dass sich auch keine Begrenzung des Saugdrucks nach unten ergibt. Weiterhin besitzen ionische Fluide sehr gute Schmiereigenschaften und ermöglichen damit eine an das Feinvakuum angepasste Wellenabdichtung. Im Gegensatz zu der Verwendung von Öl entsteht keinerlei Kontamination des Förderfluids.Here, the invention provides a remedy by extending the range of application of the liquid ring vacuum pumps in the fine vacuum range due to the inventively provided use of ionic liquids. Since such ionic fluids have no appreciable vapor pressure, no cavitation occurs, so that there is no limitation of the suction pressure down. Furthermore, ionic fluids have very good lubricating properties and thus enable a shaft seal adapted to the fine vacuum. In contrast to the use of oil, there is no contamination of the delivery fluid.
Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Verwendung von ionischen Flüs- sigkeiten in Prozessmaschinen, im speziellen bei Flüssigkeitsringvakuumpumpen, wird daher deren Einsatzbereich in den Feinvakuumbereich erweitert. Damit stoßen Flüssigkeitsringvakuumpumpen in einen Anwendungsbereich vor, der bisher von Dreh- und Sperrschieberpumpen, Wälzkolbenpumpen oder Dampfstrahlpumpen abgedeckt wurde. Diese besitzen jedoch den Nachteil, dass die notwendige Ölschmierung des Laufrades im Gehäuse zu einer Kontamination des Fördermediums führt und dass die Abfuhr der Verdichtungswärme nur apparativ aufwendig realisiert werden kann.Due to the inventively provided use of ionic liquids in process machines, in particular in liquid ring vacuum pumps, therefore their range of application is expanded into the fine vacuum range. Liquid ring vacuum pumps are thus entering a field of application previously covered by rotary and gate valves, Roots pumps or steam jet pumps. However, these have the disadvantage that the necessary oil lubrication of the impeller in the housing leads to a contamination of the pumped medium and that the removal of the heat of compression can be realized only expensive apparatus.
Es können daher Flüssigkeitsringvakuumpumpen in dem nunmehr möglichen An- Wendungsbereich des Feinvakuums (10"3-10"1 mbar) ihre pumpenimmanenten Vorteile, wie höchste Zuverlässigkeit, quasi isotherme Verdichtung und Ölfreiheit im Verdichtungsprozess, ausspielen, und sie eröffnen auf diese Weise ganz neue Prozessführungen und Einsatzmöglichkeiten.It can therefore liquid ring vacuum pumps in the now possible An- range of fine vacuum (10 "3 -10 " 1 mbar) their pump immanent advantages, such as highest reliability, quasi isothermal compression and freedom from oil in the compression process play, and they open up in this way completely new litigation and uses.
Die erfindungsgemäß als Betriebsflüssigkeit zum Einsatz gelangenden ionischen Flüssigkeiten sind Verbindungen, die aus Kationen und Anionen zusammengesetzt sind, wobei das verwendete KationThe inventively used as operating liquid ionic liquids are compounds which are composed of cations and anions, wherein the cation used
ein quartemäres Ammonium-Kation der allgemeinen Formela quaternary ammonium cation of the general formula
[NR1R2R3R]+, oder ein Phosphonium-Kation der allgemeinen Formel[NR 1 R 2 R 3 R] + , or a phosphonium cation of the general formula
[PR1R2R3R]+, oder ein Imidazolium-Kation der allgemeinen Formel[PR 1 R 2 R 3 R] + , or an imidazolium cation of the general formula
darstellt, wobei der Imidazol-Kem substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus d-Cβ-Alkyl-, CrCβ-Alkoxy-, CrCβ-Aminoalkyl-, C5- Ci2-Aryl- oder C5-Ci2-Aryl-Ci-C6-Alkylgruppen, group, wherein the imidazole-Kem may be substituted with at least one group selected from d-Cβ-alkyl, CrCβ-alkoxy, CrCβ-aminoalkyl, C 5 - C 2 -aryl or C 5 -C 2 Aryl-C 1 -C 6 -alkyl groups,
- Pyridinium-Kationen der allgemeinen Formel- Pyridinium cations of the general formula
wobei der Pyridin-Kem substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus CrC6-Alkyl-, CrC6-Alkoxy-, Ci-C6-Aminoalkyl-, C5- - Pyrazolium-Kationen der allgemeinen Formel wherein the pyridin-Kem may be substituted with at least one group selected from -C 6 alkyl, -C 6 alkoxy, C 6 aminoalkyl, C 5 - - Pyrazolium cations of the general formula
wobei der Pyrazol-Kem substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus CrC6-Alkyl-, CrC6-Alkoxy-, Ci-C6-Aminoalkyl-, C5- wherein the pyrazole core may be substituted with at least one group selected from -C 6 alkyl, -C 6 alkoxy, C 6 aminoalkyl, C 5 -
und Triazolium-Kationen der allgemeinen Formel wobei der Triazol-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus CrC6-Alkyl-, CrC6-Alkoxy-, Ci-C6-Aminoalkyl-, C5- Ci2-Aryl- oder C5-Ci2-Aryl-Ci-C6-Alkylgruppen,and triazolium cations of the general formula wherein the triazole nucleus may be substituted with at least one group selected from -C 6 alkyl, -C 6 alkoxy, C 6 aminoalkyl, C 5 - C 2 -aryl or C 5 -C 2- aryl-C 1 -C 6 -alkyl groups,
darstelltrepresents
und die Reste R1, R2, R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus - Wasserstoff;and the radicals R 1 , R 2 , R 3 are independently selected from the group consisting of - hydrogen;
- linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder alicyclischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen;- linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or alicyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms;
- Heteroaryl-, Heteroaryl-CrCβ-Alkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen im Heteroaryl-Rest und wenigstens einem Heteroatom ausgewählt aus N, O und S, der mit wenigstens einer Gruppe ausgewählt aus d-Cβ-Alkylgruppen und/oder Halogenatomen substituiert sein können;Heteroaryl, heteroarylCrCβ-alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms in the heteroaryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S which may be substituted by at least one group selected from C 1 -C 6 -alkyl groups and / or halogen atoms;
- Aryl-, Aryl-CrCβ-Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen im Arylrest, die gegebenenfalls mit wenigstens einer d-Cβ-Alkylgruppen und/oder einem Halogenatomen substituiert sein können;- Aryl, aryl-CrCβ-alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may be optionally substituted with at least one d-Cβ-alkyl groups and / or a halogen atom;
und der Rest R ausgewählt ist ausand the remainder R is selected
- linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder alicyclischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen;- linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or alicyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms;
- Heteroaryl-CrCβ-Alkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen im Arylrest und wenigstens einem Heteroatom ausgewählt aus N, O und S, die mit wenigstens einer d-Cβ-Alkylgruppen und/oder Halogenatomen substituiert sein können; Aryl-CrCβ-Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen im Arylrest, die gegebenenfalls mit wenigstens einer d-Cβ-Alkylgruppe und/oder einem Halogenenatomen substituiert sein können,- Heteroaryl-CrCβ-alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms in the aryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S, which may be substituted by at least one d-Cβ-alkyl groups and / or halogen atoms; Aryl-CrCβ-alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may be optionally substituted by at least one d-Cβ-alkyl group and / or a halogen atom,
und wobei das verwendete Anion der ionischen Flüssigkeit ein Anion der Gruppe [PF6]-, [BF4]-, [CF3CO2]-, [CF3SO3]-, [(CF3SO2J2N]-, [(CF3SO2)(CF3COO)N]-, [R4- SO3]", [R4-O-SO3]", [R4-COO]", Cr, Br", I", [NO3]", [N(CN)2]", [HSO4]' oder [R4R5PO4]" ist und die Reste R4 und R5 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus - Wasserstoff;and wherein the anion of the ionic liquid used is an anion of the group [PF 6 ] -, [BF 4 ] -, [CF 3 CO 2 ] -, [CF 3 SO 3 ] -, [(CF 3 SO 2 J 2 N] -, [(CF 3 SO 2) (CF 3 COO) N] -, [R 4 - SO 3] "[R 4 -O-SO 3]" [R 4 COO] ", Cr, Br" , I " , [NO 3 ] " , [N (CN) 2 ] " , [HSO 4 ] ' or [R 4 R 5 PO 4 ] " and the radicals R 4 and R 5 are independently selected from the group consisting of - hydrogen;
- linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder alicyclischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen;- linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or alicyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms;
- Heteroaryl-, Heteroaryl-Ci-C6-Alkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen im Heteroaryl-Rest und wenigstens einem Heteroatom ausgewählt aus N, O und S, der mit wenigstens einer Gruppe ausgewählt aus d-Cβ-Alkylgruppen und/oder Halogenatomen substituiert sein können;- Heteroaryl, heteroaryl-Ci-C 6 alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms in the heteroaryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S, which is substituted with at least one group selected from d-Cβ-alkyl groups and / or halogen atoms could be;
- Aryl-, Aryl-CrCβ-Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen im Arylrest, die mit wenigstens einer d-Cβ-Alkylgruppe und/oder einem Halogenatom substituiert sein können.- Aryl, aryl-CrCβ-alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may be substituted by at least one d-Cβ-alkyl group and / or a halogen atom.
Beispielhaft seien nachstehend einige bevorzugte ionische Flüssigkeiten erwähnt, welche die genannten Eigenschaften für bestimmte gewünschte Einsatzzwecke aufweisen:By way of example, mention may be made below of some preferred ionic liquids which have the properties mentioned for certain desired uses:
1 ) 1-Butyl-3-methylimidazoliumtetrafluoroborat: wassermischbar, stabil1) 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate: water-miscible, stable
>250°C, chemisch inert, positive Schmiereigenschaften;> 250 ° C, chemically inert, positive lubricating properties;
2) 1-Butyl-3-methylimidazoliumhexafluorophosphat: nicht mischbar mit Wasser, stabil bis 25O0C, chemisch inert, positive Schmiereigenschaften; 3) 1-Ethyl-3-methylimidazoliumethylsulfat: mischbar mit Wasser, physiologisch unbedenklich (nachgewiesen), stabil bis 25O0C, chemisch inert, im Tonnenmaßstab verfügbar;2) 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate: immiscible with water, stable up to 25O 0 C, chemically inert, positive lubricating properties; 3) 1-ethyl-3-methylimidazoliumethylsulfat: miscible with water, physiologically harmless (detected), stable up to 25O 0 C, chemically inert, available on a ton scale;
4) 1-Ethyl-3-methylimidazoliumbistrifluoromethansulfonylamid: nicht mit Wasser mischbar, stabil >300°C, chemisch inert, positive Schmiereigenschaften;4) 1-ethyl-3-methylimidazoliumbistrifluoromethanesulfonylamide: not miscible with water, stable> 300 ° C, chemically inert, positive lubricating properties;
5) 3-Methyl-1-ethylpyridiniumethylsulfat: mischbar mit Wasser, stabil bis 25O0C, chemisch inert;5) 3-methyl-1-ethylpyridiniumethylsulfat: miscible with water, stable up to 25O 0 C, chemically inert;
6) Butyltrimethylphosphoniumdimethylphosphat: mischbar mit Wasser, stabil bis 2000C, chemisch inert. 6) Butyltrimethylphosphoniumdimethylphosphat: miscible, stable, chemically inert with water to 200 0 C.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Gasfördermaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Schmier- bzw. Sperrfluid eine ionische Flüssigkeit aufweist.1. Gas conveying machine, characterized in that it comprises an ionic liquid as a lubricating or blocking fluid.
2. Hydraulische Membranpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Hydraulikfluid eine ionische Flüssigkeit aufweist.2. Hydraulic diaphragm pump, characterized in that it comprises an ionic liquid as hydraulic fluid.
3. Flüssigkeitsringvakuumpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Ringflüssigkeit eine ionische Flüssigkeit aufweist.3. liquid ring vacuum pump, characterized in that it comprises an ionic liquid as the ring liquid.
4. Kolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem in einem Zylinder oszillierenden Kolben in Form eines Flüssigkeitskolbens oder eines vorgelagerten Flüssigvorlagekolbens ausgestaltet ist, der aus einer ionischen Flüssigkeit besteht und aufgrund seiner oszillierenden Bewegung ein Gas bzw. eine nichtmischbare Flüssigkeit geringer Dichte oder eine Flüssigkeit großer Dichte fördert.4. piston engine, characterized in that it is designed with a piston oscillating in a cylinder in the form of a liquid piston or an upstream liquid original piston, which consists of an ionic liquid and due to its oscillating movement, a gas or a non-mixable liquid of low density or a liquid promotes high density.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Betriebsflüssigkeit vorgesehene ionische Flüssigkeit aus Kationen und Anionen zusammengesetzt ist, wobei5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the intended as operating liquid ionic liquid is composed of cations and anions, wherein
das verwendete Kationthe cation used
ein quartemäres Ammonium-Kation der allgemeinen Formela quaternary ammonium cation of the general formula
[NR1R2R3R]+, oder ein Phosphonium-Kation der allgemeinen Formel [PR1R2R3R]+, oder ein Imidazolium-Kation der allgemeinen Formel darstellt, wobei der Imidazol-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus CrC6-Alkyl-, CrC6-Alkoxy-, Ci-C6-Aminoalkyl-, C5- Ci2-Aryl- oder C5-Ci2-Aryl-Ci-C6-Alkylgruppen,[NR 1 R 2 R 3 R] + , or a phosphonium cation of the general formula [PR 1 R 2 R 3 R] + , or an imidazolium cation of the general formula group, wherein the imidazole nucleus may be substituted with at least one group selected from -C 6 alkyl, -C 6 alkoxy, C 6 aminoalkyl, C 5 - C 2 -aryl or C 5 -C 2 -aryl-C 1 -C 6 -alkyl groups,
Pyridinium-Kationen der allgemeinen FormelPyridinium cations of the general formula
wobei der Pyridin-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus CrC6-Alkyl-, CrC6-Alkoxy-, Ci-C6-Aminoalkyl-, C5- wherein the pyridine nucleus may be substituted with at least one group selected from -C 6 alkyl, -C 6 alkoxy, C 6 aminoalkyl, C 5 -
Ci2-Aryl- oder C5-Ci2-Aryl-Ci-C6-Alkylgruppen, Pyrazolium-Kationen der allgemeinen FormelCi 2 -aryl or C 5 -C 2 aryl-Ci-C 6 alkyl groups, pyrazolium cations of the general formula
wobei der Pyrazol-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus d-Cβ-Alkyl-, CrCβ-Alkoxy-, CrCβ-Aminoalkyl-, C5- wherein the pyrazole nucleus may be substituted with at least one group selected from C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, C 1 -C 6 -aminoalkyl, C 5 -
Ci2-Aryl- oder C5-Ci2-Aryl-Ci-C6-Alkylgruppen,Ci 2 -aryl or C 5 -C 2 aryl-Ci-C 6 alkyl groups,
und Triazolium-Kationen der allgemeinen Formeland triazolium cations of the general formula
wobei der Triazol-Kem substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus d-Cβ-Alkyl-, CrCβ-Alkoxy-, CrCβ-Aminoalkyl-, C5- Ci2-Aryl- oder C5-Ci2-Aryl-Ci-C6-Alkylgruppen, darstellt wherein the triazole core may be substituted with at least one group selected from d-Cβ-alkyl, CrCβ-alkoxy, CrCβ-aminoalkyl, C 5 - C 2 -aryl or C 5 -C 2 -aryl -Ci-C 6 -alkyl groups, represents
und die Reste R1, R2, R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus - Wasserstoff;and the radicals R 1 , R 2 , R 3 are independently selected from the group consisting of - hydrogen;
- linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder alicyclischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen;- linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or alicyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms;
- Heteroaryl-, Heteroaryl-CrC6-Alkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen im Heteroaryl-Rest und wenigstens einem Heteroatom ausgewählt aus N, O und S, der mit wenigstens einer Gruppe ausgewählt aus d-Cβ-Alkylgruppen und/oder Halogenatomen substituiert sein können;Heteroaryl, heteroarylCrC 6 -alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms in the heteroaryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S which may be substituted by at least one group selected from C 1 -C 6 -alkyl groups and / or halogen atoms ;
- Aryl-, Aryl-CrCβ-Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen im Arylrest, die gegebenenfalls mit wenigstens einer d-Cβ-Alkylgruppen und/oder einem Halogenatomen substituiert sein können;- Aryl, aryl-CrCβ-alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may be optionally substituted with at least one d-Cβ-alkyl groups and / or a halogen atom;
und der Rest R ausgewählt ist ausand the remainder R is selected
- linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder alicyclischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen;- linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or alicyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms;
- Heteroaryl-CrCβ-Alkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen im Arylrest und wenigstens einem Heteroatom ausgewählt aus N, O und S, die mit wenigstens einer CrC6-Alkylgruppen und/oder Halogenatomen substituiert sein können;- heteroaryl-CrCβ-alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms in the aryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S, which may be substituted with at least one CrC 6 alkyl groups and / or halogen atoms;
Aryl-CrCβ-Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen im Arylrest, die gegebenenfalls mit wenigstens einer d-Cβ-Alkylgruppe und/oder einem Ha- logenenatomen substituiert sein können,ArylCrCβ-alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may optionally be substituted by at least one C 1 -C 6 -alkyl group and / or a halogenogenic atom,
- und wobei das verwendete Anion der ionischen Flüssigkeit ein Anion der Gruppe [PF6]", [BF4]", [CF3CO2]-, [CF3SO3]-, [(CF3SO2J2N]-, [(CF3SO2)(CF3COO)N]-, [R4-SO3]-, [R4-O-SO3]-, [R4-COO]-, Cl", Br", I", [NO3]", [N(CN)2]", [HSO4]" oder [R4R5PO4]" ist und die Reste R4 und R5 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus - Wasserstoff;- and wherein the anion of the ionic liquid used is an anion of the group [PF 6 ] " , [BF 4 ] " , [CF 3 CO 2 ] -, [CF 3 SO 3 ] -, [(CF 3 SO 2 J 2 N ] -, [(CF 3 SO 2 ) (CF 3 COO) N] -, [R 4 -SO 3 ] -, [R 4 -O-SO 3 ] -, [R 4 -COO] -, Cl " , Br " , I " , [NO 3 ] " , [N (CN) 2 ] " , [HSO 4 ] " or [R 4 R 5 PO 4 ] " and the radicals R 4 and R 5 are independently selected from consisting of the group - hydrogen;
- linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder alicyclischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen;- linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or alicyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms;
- Heteroaryl-, Heteroaryl-C1-C6-Alkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen im Heteroaryl-Rest und wenigstens einem Heteroatom ausgewählt aus N, O und S, der mit wenigstens einer Gruppe ausgewählt aus C1-C6-Alkylgruppen und/oder Halogenatomen substituiert sein können;- Heteroaryl, heteroaryl-C1-C6-alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms in the heteroaryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S, which are substituted with at least one group selected from C1-C6-alkyl groups and / or halogen atoms can;
- Aryl-, Aryl-C1-C6-Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen im Arylrest, die mit wenigstens einer C1-C6-Alkylgruppe und/oder einem Halogenatom substituiert sein können.- Aryl, aryl-C1-C6-alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may be substituted by at least one C1-C6-alkyl group and / or a halogen atom.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Betriebsflüssigkeit verwendete ionische Flüssigkeit ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1-Butyl-3-methylimidazoliumtetrafluoroborat, 1-Butyl-3-methylimid- azoliumhexafluorophosphat, 1-Ethyl-3-methylimidazoliumethylsulfat, 1-Ethyl-3- methylimidazoliumbistrifluoromethansulfonylamid, 3-Methyl-1-ethylpyridiniumethyl- sulfat und Butyltrimethylphosphoniumdimethylphosphat oder deren Mischungen ist.6. The device according to claim 5, characterized in that the ionic liquid used as the operating fluid is selected from the group consisting of 1-butyl-3-methylimidazoliumtetrafluoroborat, 1-butyl-3-methylimid- azoliumhexafluorophosphat, 1-ethyl-3-methylimidazoliumethylsulfat, 1-ethyl-3-methylimidazoliumbistrifluoromethanesulfonylamide, 3-methyl-1-ethylpyridinium ethylsulfate and butyltrimethylphosphonium dimethyl phosphate or mixtures thereof.
7. Verwendung von Betriebsflüssigkeiten in Gasfördermaschinen, Hydraulische Membranpumpen, Flüssigkeitsringvakuumpumpen oder Kolbenmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass eine ionische Flüssigkeit als Betriebsflüssigkeit, insbesondere als Schmierflüssigkeit, Sperrflüssigkeit, Abdichtflüssigkeit, Druckübertragungsflüssigkeit, verwendet wird.7. Use of operating fluids in gas carriers, hydraulic diaphragm pumps, liquid ring vacuum pumps or reciprocating engines, characterized in that an ionic liquid is used as the operating fluid, in particular as a lubricating fluid, barrier fluid, Abdichtflüssigkeit, pressure transfer fluid.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit in Gasfördermaschinen als Schmier- und Sperrflüssigkeit eingesetzt wird.8. Use according to claim 7, characterized in that the ionic liquid is used in gas conveying machines as lubricating and sealing liquid.
9. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit in hydraulischen Membranpumpen als Hydraulikflüssigkeit eingesetzt wird. 9. Use according to claim 7, characterized in that the ionic liquid is used in hydraulic diaphragm pumps as hydraulic fluid.
10. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit in Flüssigkeitsringvakuumpumpen als Ringflüssigkeit zur Erweiterung des Arbeitsbereiches in das Feinvakuum eingesetzt wird.10. Use according to claim 7, characterized in that the ionic liquid is used in liquid ring vacuum pumps as a ring liquid for expanding the working area in the fine vacuum.
11. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit bei Kolbenmaschinen als in einem Zylinder oszillierender Flüssigkeitskolben eingesetzt wird, der aufgrund seiner oszillierenden Bewegung ein Gas bzw. eine nichtmischbare Flüssigkeit geringer Dichte oder eine Flüssigkeit großer Dich- te zu fördern vermag.11. Use according to claim 7, characterized in that the ionic liquid is used in piston machines as in a cylinder oscillating liquid piston, which is able to promote a gas or a non-miscible liquid of low density or a liquid large density te due to its oscillating movement.
12. Verfahren zum Betrieb der in Anspruch 1 bis 6 definierten Vorrichtung unter Verwendung von ionischen Flüssigkeiten als Betriebsmedium. 12. A method of operating the device defined in claim 1 to 6 using ionic liquids as the operating medium.
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