Ein- oder mehrstufige Gasballastpumpe Zum Absaugen von Dämpfen oder Gasdampf gemischen sind ein.- oder mehrstufige Gasballast pumpen bekannt, bei welchen die Einleitung des Ballastgases, insbesondere Luft, an einer gegen den Rezipienten abgesperrten Stelle des Pumpraumes er folgt. Die dem abgesaugten Dampf beigemischte Ballastgasmenge wird hiebei so gross bemessen, dass die Flüssigkeitsbildung in der Pumpe durch Konden sation der abgesaugten Dämpfe gerade verhindert oder auf ein unschädliches Mass herabgesetzt wird.
Weiter sind Vorrichtungen zum Absaugen von gashaltigen Dämpfen bekannt geworden, bei denen zur Vermeidung der Kondensation der Dämpfe beim Kompressionsvorgang an den Saugstutzen einer ge wöhnlichen rotierenden Ölluftpumpe ein Strahlsauger angeschlossen ist, der mit bei Zimmertemperatur nicht kondensierbaren Gasen betrieben wird. Der Strahl sauger liegt also zwischen dem zu evakuierenden Rezipienten und der gegen Atmosphärendruck ar beitenden Ölluftpumpe. Dieser Strahlsauger kann zur Erzielung eines möglichst grossen Druckgefälles in an sich bekannter Weise auch zwei- oder mehrstufig be trieben werden.
Auch bei dieser letztgenannten Vor- richcung, bei der das notwendige Ballastgas nicht unmittelbar in einen Raum der Ölluftpumpe ein geleitet wird, sondern in den vorgeschalteten Strahl- sauger, zu dessen Betrieb es gleichzeitig dient, beruht die Verhinderung der Kondensation der Dämpfe auf dem gleichen Prinzip wie bei der normalen Gasballast pumpe.
Alle diese bekannten Vorrichtungen sind in ihrer Fähigkeit, Dämpfe im Dauerbetrieb abzupumpen, beschränkt. Der genaue Wert des Ansaugdruckes (Partialdruckes), den die abzupumpenden Dämpfe höchstens aufweisen dürfen, hängt ausser von der Pumpentype auch wesentlich von der Art der Dämpfe ab, deren Dampfdruckkurve massgebend ist.
Es ist ein Mangel der bekannten Gasballast pumpen, dass sie bei höheren Ansaugdrucken der ab zupumpenden Gase nur in unzureichendem Masse imstande sind, Ballastgas aufzunehmen. Es ist ein Ziel der Erfindung, die bekannten Pumpen in diesem Punkte zu verbessern, um Dämpfe bei höheren Drucken als bisher absaugen zu können.
Die Verwendung einer Ballastgas-Einlassöffnung, weiche mit grösserem Durchlassquerschnitt versehen ist und bei Anordnung an geeigneter Stelle der Pumpe den Eintritt einer grösseren als der üblichen maxi malen Ballastgasmenge bewirken würde, schiene naheliegend, scheitert aber in der praktischen Durch führung daran, dass bei den hohen Drehzahlen, die bei rotierenden Ölluftpumpen angewendet werden müssen, um grosse volumetrische Saugleistungen zu erreichen, die für die Einführung des Ballastgases zur Verfügung stehende Zeitspanne, während welcher die Ballastgaszuleitung mit einer bestimmten Pumpen kammer in Verbindung steht, zu kurz ist.
Diese Zu leitung weist nämlich einen bestimmten unvermeid lichen Strömungswiderstand auf. Wenn das Ballastgas z. B. in den Kompressionsraum der Pumpe einge lassen wird, kann man zwar je nach der Stelle am Pumpengehäuse, an welcher die Zuleitung sich be findet, erreichen, dass diese Zuleitung kürzere oder längere Zeit mit dem genannten Raum in Verbindung steht. Aber diese Zeit reicht bei hohen Ansaugdrucken der abzupumpenden Dämpfe keineswegs aus, wenn das Ballastgas sich auf Atmosphärendruck befindet, wie es bei der üblichen Verwendung von trockener atmosphärischer Luft als Ballastgas der Fall ist. Man könnte daran denken, die genügende Menge Ballast- gas durch Anwendung von Überdruck in die Pumpe hineinzupressen, welche Lösung aber erheblichen technischen Aufwand erforderte.
Die Anwendung eines Kompressors zur Einführung der genügenden Ballastgasmenge hätte auch den Nachteil, dass unter dem Einfluss des höheren Druckes des Ballastgases mehr ras in der Pumpenflüssigkeit gelöst und somit nach der Vakuumseite verschleppt würde.
Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten sieht die Erfindung vor, dass bei einer ein- oder mehr stufigen Gasballastpumpe zum Absaugen von Dämp fen oder Gasdampfgemischen, bei welcher an einer gegen den Rezipienten abgesperrten Stelle des Förder kanals durch eine erste Öffnung Ballastgas in diesen eingeleitet wird, wenigstens noch eine zweite Ballast gas- Einlassöffnung an einer sowohl gegenüber dem Rezipienten als auch gegenüber der Stelle des Gas einlasses durch die erste Öffnung abgesperrten Stelle des Förderkanals vorgesehen ist.
Unter Förderkanal im Sinne dieser Beschreibung wird der gesamte Weg, den die abzupumpenden Gase oder Dämpfe von der Vakuumseite bis zur Atmo sphärenseite durchlaufen, verstanden. Er umfasst also alle Pumpkammern sowie die Ansaugleitung und die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Pump stufen.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Pumpe ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. 1-liebei bedeutet 1 die erste, atmosphärenseitige Stufe einer rotierenden Ölluftpumpe, die über eine Ver bindungsleitung 2 mit der zweiten, hochvakuum- seitigen Pumpstufe 3 verbunden ist. Die Pumpstufe 3 ist bei 4 an den zu evakuierenden Rezipienten an geschlossen.
Die erste Stufe ist in an sich bekannter Weise als Gasballastpumpe mit der Ballastgas-Einlass- öffnung 5 ausgerüstet. Durch diese Einlassöffnung wird der Kompressionskammer der ersten Pumpstufe trockene Luft als Ballastgas zugeführt, welche beim Pampvorgang zusammen mit den abzupumpenden Dämpfen auf Atmosphärendruck komprimiert und dann durch das Ausstossventil 6 ins Freie befördert wird.
Es ist weiter eine zweite Ballastgas-Einlass- öffnung 7 vorgesehen, welche in die Verbindungs leitung 2 Ballastgas, wiederum vorzugsweise Luft, ein zuführen gestattet.
Diese zweite Ballastgas-Einlassöffnung kann ein fachster Art sein, z. B. kann sie aus einer einfachen Bohrung oder einer durch einen Hahn verschliessbaren Öffnung, die als Drosselstelle für die einströmende Luft wirkt, bestehen.
Die Zuführung des Ballastgases durch die zweite Einlassöffnung muss nicht, wie in der Skizze dar gestellt, in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Pumpstufen erfolgen, sondern kann an einer beliebigen, sowohl gegenüber dem Rezipienten als auch gegenüber der Stelle der ersten Ballastgas Einlassöffnung wenigstens zeitweilig abgesperrten Stelle des Förderkanals erfolgen.
Auch bei einstufigen rotierenden Ölluftpumpen bzw. bei der einzelnen Stufe einer mehrstufigen Pumpe ist die Ausnutzung der Erfindung möglich, wenn eine Pumpstufe wenigstens zwei gegeneinander und gegen über dem Rezipienten abgesperrte Pumpkammern aufweist. Es können dann Öffnungen bzw. Gas zuführungsleitungen zum Einlass von Ballastgas in wenigstens zwei dieser Pumpkammern vorgesehen sein.
Der mit der Erfindung erreichbare überraschende Fortschritt wird an dem folgenden Beispiel ersichtlich: Es hat sich gezeigt, dass eine übliche bekannte zweistufige Gasballastpumpe, die bei Einleitung des Ballastgases in den Kompressionsraum der Pumpe 350 Gramm Wasserdampf pro Stunde bei einem Ansaugdruck von 20 Torr zu fördern vermochte, nach Umbau in eine beschriebene Pumpe (durch An bringung einer mittels eines Hahnes verschliessbaren Bohrung in der Verbindungsleitung zwischen erster und zweiter Pumpstufe) etwa 900 Gramm Wasser dampf bei einem Ansaugdruck von etwa 50 Torr im Dauerbetrieb fördern konnte.
Ähnlich grosse Leistungs steigerungen wurden auch bei anderen Pumpentypen durch Anschluss einer zweiten Ballastgas-Einlass- öffnung erreicht.
Die Menge des beim Betrieb der Pumpe durch die zweite (oder jede weitere) Einlassöffnung einzu lassenden Ballastgases richtet sich nach dem Druck der abzusaugenden Dämpfe. Durch einen einfachen Vorversuch ist leicht festzustellen, wie weit man die zweite Einlassöffnung öffnen muss, um bei gegebenem Ansaugdruck der Dämpfe eine Kondensation in der Pumpe verhindern zu können.
Umgekehrt kann man für cine Pumpe, deren zweite Einlassöffnung nur aus einer einfachen Bohrung besteht, durch einen Vor versuch leicht ermitteln, bis zu welchen Dampfdrucken diese Pumpe ohne Gefahr der Kondensation Dämpfe absaugen kann. Selbstverständlich wird man bei regel barer Gasballastzufuhr durch die zweite Einlassöffnung die zugeführte Menge auch nicht unnötig gross be messen.
Die zweckmässige Menge des Ballastgases durch die zweite Einlassöffnung ist oft grösser, als zur Vermeidung der Kondensation im zweiten Einlass- raum erforderlich wäre; die in bezug auf diesen zweiten Einlassraum überschüssige Menge des Ballast gases wird aber dazu benötigt, um auch im ersten Einlassr aum, in welchem die erste Einlassöffnung nicht genügend Ballastgas einzuführen imstande ist, die nötige Menge desselben sicherzustellen.
Die beschriebene Pumpe kann - wie es auch für die üblichen Gasballastpumpen bekannt ist - mit einem Minimum an Ballastgas auch so betrieben werden, dass gerade eine ganz geringe Kondensation in den Pumpkammern im Dauerbetrieb auftritt, welche aber noch keine nachteilige Wirkung auf die Pumpe ausübt.
Beim Betriebe der beschriebenen Pumpe wird durch die erwähnte zweite (oder weitere) Ballastgas- Einlassöffnung an einer dem Rezipienten näher lie genden, aber ihm gegenüber abgesperrten Stelle der Pumpe Ballastgas eingelassen, und zwar auch dann, wenn gar keine Gefahr der Kondensation von Dämp- fen in diesem Raum besteht.
Gegen die Einführungen von Ballastgas an einer solchen Stelle des Förder- kanals bestand das Vorurteil, dass - um eine uner wünschte Erhöhung der für den Antrieb der Pumpe erforderlichen Motorleistung und eine unnötige Ver schlechterung des Endvakuums zu vermeiden - Bal lastgas in eine bestimmte Pumpenkammer nur dann eingelassen werden darf, wenn die Gefahr der Flüssig keitsbildung durch Kondensation in dieser Kammer besteht, und auch dann nur so viel, als zur Ver meidung der Kondensation in dieser Kammer unbe dingt erforderlich ist.
Die Idee der vorliegenden Erfindung liegt also nicht einfach darin, in dem Raum, in welchen durch die zweite Einlassöffnung Ballastgas eingelassen wird, die Kondensation von Dämpfen zu vermeiden. Die Vermeidung der Kondensation von Dämpfen in einem beliebigen Pumpenraum durch die Einführung von Ballastgas ist ja an sich seit langem bekannt.
Die Erkenntnis der vorliegenden Erfindung ist vielmehr darin zu sehen, dass es nur an einer näher dem Rezipienten zu liegenden, aber diesem gegenüber abgesperrten Einlassstelle möglich ist, ohne besondere Hilfsmittel wie Kompressoren, zusätzliche Strahl pumpen oder dergleichen Vorrichtungen und ohne nennenswerte Beeinträchtigung des Endvakuums (im Vergleich zum Endvakuum üblicher Gasballast pumpen) genügend Ballastgas der Pumpe zuzuführen, wenn die Ansaugdrucke gewisse Grenzen, (die mit den bekannten Gasballastpumpen gerade noch be wältigt werden können) übersteigen. Dabei soll eine Ballastgas-Einlassöffnung nicht nur an einer Stelle des Förderkanals, sondern wenigstens an zwei ver schiedenen Stellen vorgesehen sein.
Wenn bei einer gegebenen Pumpe mehr als zwei gegeneinander und gegenüber dem Rezipienten abgesperrte Pump kammern bzw. Leitungsteile zur Verfügung stehen, ist es selbstverständlich auch möglich, noch an wei teren Stellen des Förderkanals zusätzlich Ballastgas- Einlassöffnungen vorzusehen.