CH343578A - Zur Vakuumtrocknung und Entgasung bestimmte mechanische Pumpenkombination - Google Patents

Description

  Zur Vakuumtrocknung und Entgasung bestimmte mechanische Pumpenkombination    Die Erfindung betrifft eine zur Vakuumtrocknung  und Entgasung     bestimmte    mechanische Pumpenkom  bination.  



  Nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes  zeichnet sich die Pumpenkombination dadurch aus,  dass sie für die     Hochvakuumstufe    mindestens eine       Rootspumpe    und für die     Vorvakuumstufe    mindestens  eine     Wasserringpumpe    umfasst.

   In der Ausführung  ist dabei ein Einzelantrieb für jede Pumpe vorgesehen,  so dass beim     Vorevakuieren    nur die     Wasserringpumpe     arbeitet und die     Rootspumpe    erst bei Unterschreiten  eines     Vorvakuumdruckes    von etwa 20 bis 30     Torr     eingeschaltet wird, um auf der Saugseite der     Roots-          pumpe    einen möglichst niedrigen, etwa bis 10-1     Torr     reichenden     Druck    herzustellen und die Vorteile der  für     Hochvakuumbetrieb    ausgebildeten     Rootspumpe     voll auszunützen.  



  Demgegenüber bezweckt die Erfindung eine Ver  besserung der Leistungsfähigkeit der Pumpenkom  bination dadurch, dass beide Pumpen, die Wasserring  pumpe und die     Rootspumpe,    von einem einzigen  Motor angetrieben werden, derart, dass das Verhältnis  ihrer Drehzahlen im gesamten Arbeitsbereich gleich  bleibt. Vorzugsweise werden die Pumpen     mit    glei  cher Drehzahl angetrieben.     Grundsätzlich    sollen also  beide Pumpen im gesamten Arbeitsbereich immer  gleichzeitig arbeiten, wobei die     Rootspumpe    als Hoch  vakuumstufe und die     Wasserringpumpe    als Vorstufe  wirkt.

   Um das geforderte konstante Drehzahlver  hältnis zu gewährleisten, können die Pumpen durch  einen starren, unveränderlichen Riemenantrieb von  dem gemeinsamen Antriebsmotor getrieben oder auf  einer einzigen Antriebswelle     hintereinandergeschaltet     sein. Zweckmässig wird ein Antriebsmotor mit kon  stanter Drehzahl gewählt und die     Rootspumpe    so  bemessen, dass ihre Fördermenge grösser als diejenige    der     Wasserringpumpe    ist, und zwar etwa um 30 bis  70%.  



  Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der  Erfindung dargestellt. Wie     Fig.    1 zeigt, ist eine     Ge-          bläsepumpe    1 nach dem     Rootsprinzip    mit einer han  delsüblichen     Wasserringpumpe    2 verbunden. Diese  Kombination wird von dem Motor 18 über eine  gemeinsame Welle mit den Teilen 19a und 19b an  getrieben. Bei 6 ist die     Rootspumpe    mit ihrer Saug  seite an den zu evakuierenden Raum angeschlossen.  Druckseitig bei 5 steht sie über einer Leitung mit  der Saugseite 4 der     Wasserringpumpe    in Verbindung.

    Der     Auslass    3 der     Wasserringpumpe    führt in die  Atmosphäre bzw. zu einem     überlaufbehälter,    wo etwa  in der     Wasserringpumpe    nicht zur Kondensation ge  langende Dämpfe ausgeschleust werden, während das  Wasser daraus wieder zur     Wasserringpumpe    zurück  geführt wird. Der Druck auf der Saugseite der     Roots-          pumpe    ist mit     P2    und auf ihrer Druckseite mit     p1     bezeichnet.  



  Eine solche Pumpenkombination ergibt einen  beachtlichen technischen Fortschritt, insofern auf  ihrer Saugseite mit einem verhältnismässig     geringen     Leistungsbedarf ein Endvakuum von etwa 1     Torr    mit  überraschend grossem Fördervolumen erreicht werden  kann, obwohl weder die     Wasserringpumpe    für sich  allein noch eine übliche     Rootspumpe    bis zu diesem  Endvakuum herunterkommt. Die Saugleistung dieser  Kombination ist     beträchtlich    höher als diejenigen bis  her gebräuchlicher     Vakuumpumpenaggregate    gleichen  Leistungsbedarfs.

   Dieses Ergebnis beruht darauf, dass  übliche     Rootspumpen    eine Kompression des ange  saugten Gases um den Faktor 1,5 bei hohem     Förder-          volumen    bewirken. Dies reicht vollkommen aus, um  der     Wasserringpumpe    einen     Vorhaltedruck    zu geben,  der es ihr erlaubt, in dem Druckbereich zu arbeiten,  wo sie hohe Saugleistung bei geringem Kraftbedarf      erzielt. Der genaue Wert des Kompressionsverhält  nisses der     Rootspumpe    k =     pl/p2    lässt sich aus dem       Verhältnis    der Förderleistung beider Pumpen unter  Berücksichtigung der Spaltverluste in der     Rootspumpe     bestimmen.  



  Der Energieverbrauch der     Rootspumpe    ist pro  portional der Druckdifferenz<I>d p =</I>     p1        p2.    Da das  Kompressionsverhältnis k im wesentlichen konstant  bleibt, ergibt sich weiter wegen<I>d p</I> =     p1    (1 -     1/k),     dass die Leistungsaufnahme der     Rootspumpe    mit dem  Druck     p1    linear abnimmt, während die Leistungsauf  nahme der     Wasserringpumpe    mit fallendem Druck  zunimmt. Für die Kombination kann man also eine  Kompensation der Leistungsaufnahmen bzw. einen  im wesentlichen konstanten oder mit dem Druck sich  unwesentlich ändernden Leistungsbedarf über den  gesamten Arbeitsbereich annehmen.

   Dies ist ein be  sonderer Vorteil, weil sie die Wahl des Motors er  leichtert und seine genaue Anpassung an die ge  wünschte Saugleistung zulässt. Insbesondere gestattet  dieser Umstand die Verwendung eines Motors mit  gleichbleibender Drehzahl.  



  Die     Rootspumpe    braucht nicht eine solche von  spezieller     Hochvakuumausführung,    etwa mit     evakuier-          barem    Doppelmantel und in das Gehäuse einbe  zogenem Antriebsmotor zu sein. Es ist eine übliche       Gebläsepumpe    nach dem     Rootsprinzip    brauchbar, wie  sie zur Förderung von Gasen im Atmosphärendruck  bereich dient. Es ist lediglich zu beachten, dass die im  Schöpfraum liegenden oder umlaufenden Teile     möb          lichst    frei von Schmier- und Dichtungsmitteln sind,  die an den zu evakuierenden Raum Gase abgeben  könnten.  



  Es ist auch ein Vorzug, dass eine Leitung zur  Überbrückung der     Rootspumpe    beim Anfahren der  Kombination nicht nur     entbehrlich    ist, sondern hier  sogar fortfallen soll, damit die     Rootspumpe    sofort  und über den ganzen Arbeitsbereich der Kombination  mitarbeiten kann.  



  Die Pumpenkombination     läst    sich ohne weiteres  zu einer     Hochvakuumpumpenkombination    ergänzen,  indem man etwa auf der Saugseite Diffusionspumpen  oder insbesondere für     Hochvakuumbetrieb    ausgebil  dete     Rootspumpen    vorschaltet.  



       Fig.    2     zeigt    eine derartige Pumpenkombination mit  Wasserring pumpe 2 und     Rootspumpe    1 als Vor  vakuumteil. Der zu evakuierende Raum ist an die  Verbindungsleitung 17 angeschlossen. Wenn es sich  z. B. um die Entgasung von Räumen handelt, in wel  chen     staubförmige    Produkte anfallen, so dienen  beispielsweise ein     Zyklonabscheider    16 und ein     Grob-          abscheider    14 zur     Entfernung    dieser     Teile.    Zwischen  beiden kann ein Handventil 15 angebracht sein.

   Es  folgt eine weitere     Rootspumpe    8 in     Hochvakuumaus-          führung.    In der Verbindungsleitung 12 ist zweck  mässig ebenfalls ein Ventil angeordnet, beispielsweise  ein Magnetventil 13. Die Druckseite der Hoch-         vakuumrotspumpe    8 führt über die Verbindungslei  tung 11 zur Saugseite des     Vorvakuumteils.    Der ge  meinsame Motor und die gemeinsame Welle für die       Rootspumpe    1 und die     Wasserringpumpe    2 sind nicht  dargestellt. Es kann ein Flutventil 9 vorgesehen sein.

    Besonders in Fällen, wo erhöhte Sicherheit gegen  Wasserrückschlag geboten scheint, sollte neben dem  normalen     Rückschlagventil    7 noch ein Magnetventil  10 in der Saugleitung vorhanden sein, welches bei  Stromausfall die Saugleitung schliesst. Auch das Flut  ventil ist zweckmässig für magnetische Betätigung aus  gebildet, damit in dem zuvor erwähnten Falle Spül  luft in die     Wasserringpumpe    eingelassen werden kann.  



  Als zusätzliche Massnahmen zur Erhöhung der  Betriebssicherheit können ein Magnetventil in die  Wasserzufuhr für die     Wasserringpumpe    und ein Was  serthermometer eingebaut sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Zur Vakuumtrocknung und Entgasung bestimmte mechanische Pumpenkombination, die für die Hoch vakuumstufe mindestens eine Rootspumpe und für die Vorvakuumstufe mindestens eine Wasserring pumpe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass beide Pumpen von einem einzigen Motor angetrieben wer den, derart, dass das Verhältnis ihrer Drehzahlen im gesamten Arbeitsbereich gleich bleibt. UNTERANSPRÜCHE 1. Pumpenkombination nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass beide Pumpen auf einer gemeinsamen Antriebswelle sitzen. 2. Pumpenkombination nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Rootspumpe ohne Überbrückungsleitung an die Wasserringpumpe an geschlossen ist. 3.

   Pumpenkombination nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen Antriebsmotor mit kon stanter Drehzahl. 4. Pumpenkombination nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch eine Rootspumpe, deren Förder- leistung grösser, vorzugsweise 30 bis 70 ä grösser als diejenige der Wasserringpumpe ist. 5. Pumpenkombination nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch ein in die Saugleitung eingebau tes Magnetventil, welches sie selbsttätig bei Stromaus fall schliesst. 6. Pumpenkombination nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch ein in die Saugleitung eingebautes, vorzugsweise magnetisch betätigtes Flutventil, welches bei Stromausfall selbsttätig Spülluft in die Wasserring pumpe einlässt. 7.

   Pumpenkombination nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch ein in die Wasserzuführung der Wasserringpumpe eingebautes Magnetventil, welches bei Stromausfall die Wasserzuführung selbsttätig schliesst.