Quecksilberdampf-Luftpumpe zur Erzielung eines hoben Vakuums. Quecksilberdampf-Luftpumpen zur Erzie lung eines hohen Vakuums existieren in ver schiedenen Ausführungsformen. Sie bestehen aus einem geschlossenen, Quecksilber ent haltenden Gefäss, das ein Ansatzrohr zum Anschluss der Vorvakuumpumpe und eines zum Anschluss des Recipienten besitzt und in welchem einerseits durch eine Heizeinrich- tung das Quecksilber zum Verdampfen und anderseits durch eine Kühleinrichtung der Quecksilberdampf zum Kondensieren gebracht wird.
Dabei mischt. sich der strömende Queck silberdampf mit der aus dem Recipienten austretenden Luft und bindet sie, gibt sie aber beim Kondensieren an demjenigen Teil des Gefässes wieder frei, an dem sich der Anschluss der Vorvakuumpumpe befindet. Die bestehenden Ausführungsformen dieser Pum penart weisen nun mehr oder weniger ver wickelte Bauart auf, indem bisher im Innern der Pumpe Führungswände und Abdeck- platten, sowie zylinderförmige Einbauten ver wendet wurden, um die gewollte Wirkung der Absaugung minimaler Luftreste aus dem Recipienten zu erzielen.
Auf der Erkenntnis. dass die kinetische Energie des strömenden Quecksilberdampfes eine wesentliche Rolle bei der Luftabsaugung aus dem Recipienten spielt, beruht die vor liegende Erfindung, die gegenüber den be kannten Bauarten eine ausserordentliche bau liche Vereinfachung der Luftpumpe bringt.
Bei dieser neuen Pumpe war der Gedanke leitend, die kinetische Energie des Queck silberdampfes möglichst vollkommen auszu nutzen und den Quecksilberdampf so zu führen, dass er auf kürzestem Wege und in richtigem Dampfzustand zur Arbeitsstelle gelangt. Ferner sollte bei der sich so erge benden neuen Form des Pumpenkörpers die Luftzuführungsstelle so ausgebildet und an geordnet sein, dass kein Quecksilberdampf in das Luftzufübrungsrohr strömen kann, wo durch die Gegenwirkung abirrender Queck silberdämpfe vermieden wird.
Versuche haben gezeigt, dass die Verwen dung ein und desselben Raumes für den auf steigenden Quecksilberdampf und die herab fallenden kondensierten Quecksilberteilehen für das Arbeiten der Pumpe erhebliche Vor teile hat und dass eine getrennte Führung, wie sie in den bisher bekannt gewordenen Pumpen vorgesehen ist, unzweckmässig ist.
Die Verwendung des gleichen Raumes stellt nicht nur eine bedeutende Vereinfachung im Aufbau der Pumpe dar, sondern sie gestattet auch eine bessere Ausnutzung der zugeführ ten Energie sowohl zur Steigerung der volu metrischen Leistung, als auch zur Erhöhung des Druckgefälles, in dem, wie bereits er- w ührrt, der Dampfstrom ungedrosselt auf m;;glichst kurzem und geradem Wege der Arbeitsstelle zuströmt.
Der eigentliche Ar- beitsraum der Pumpe zerfällt dabei in den Misehraum und den Kondensationsraum, die aber nicht scharf voneinander getrennt sind, sondern ineinander übergehen.
Der Gegen stand der Erfindung ist hiernach eine Queck- silberdampf-Luftpumpe zur Erzielung eines hohen Vakuums, bestehend aus einem ge schlossenen, Quecksilber enthaltenden Gefäss, welches ein Anschlussrohr zum Anschluss der Vorvakuümpumpe und eines zum Anschluss des Recipierrten besitzt, und in welchem eurerseits durch eine Heizeinrichtung das Quecksilber zum Verdampfen und ander seits durch eine Kühleinrichtung der Queck silberdampf zum Kondensieren gebracht wird,
wobei der strömende Quecksilberdampf sich mit der dem Recipienten entströmenden Luft mischt und sie bindet, die er aber beim Kondensieren an demjenigen Teil des Ge fässes wieder freigibt, an welchem sich der Anschluss der Vorvakuunrpumpe befindet, bei welcher über dem Heizraum als Führung sowohl für das aufsteigende dampfförmige, wie auch für das herabfallende tropfenförmige Quecksilber ein einsatzfreies Rohr vorgesehen ist, an dessen oberem Ende sich der An schluss der Vorvakuumpumpe befindet, wäh rend die Zuführung der abzusaugenden Luft an denn unteren Ende dieses Rohres erfolgt,
wobei sich zwischen diesen beiden Anschluss stellen die Kühleinrichtung befindet.
Ein Ausführungsbeispiel der Pumpe zeigt in schematischer Darstellung die Zeichnung. Danach bildet den Hauptteil der Pumpe das senkrecht stehende Gefäss a, dessen unterer, etwas erweiterter Teil eine Quecksilbermenge lz enthält. Diese wird durch die Bunsen- flamme i erhitzt, und der Quecksilberdampf strömt durch den rohrförmigen, zylindriseben Teil k des Gefässes<I>a</I> nach oben, wo er sich an dem gekühlten Teil jra desselben konden siert.
Zu letzterem Zweck ist der Teil tia von einem Mantel d umgeben, dein die Kühl flüssigkeit g bei e zugeführt wird und den sie bei f wieder verlässt. An seinem oberen Ende läuft das Gefäss a in den Rohransatz c aus, an den bei o die Vorvakuumpumpe an geschlossen wird. Unterhalb des Kühlmantels d mündet senkrecht zur Achse des Gefässes a der Rohransatz U in dasselbe ein, etwa an der Stelle, an der der Quecksilberdampf in Nebelform übergeht, was sich praktisch als günstigste Eintrittsstelle erwiesen hat.
Die Luft, die bei 7a aus dein Reeipienten abge saugt wird, prallt also bei l nahezu senk recht auf den Quecksilberdampfstrorn auf und wird von diesem mitgeführt. Nach dein Durchströmen der Kühlzone wird sie jedoch frei und dann bei 0 von der Vorvakuum- pumpe abgesaugt.
An Stelle der Bunsenflarunre kann natur gemäss auch eine andere, zum Beispiel eine elektrische Wärmequelle treten.
Bei dieser neuen Pumpe, bei welcher es darauf -ankommt, den Quecksilberdampf mit grosser Geschwindigkeit auf kürzestem Wege zur Arbeitsstelle, d. h. also in den Konden sationsraum der Pumpe zu leiten, wird der beabsichtigte Zweck in erhöhtem Masse er reicht, wenn die Luftzuführungsstelle in der in der Figur dargestellten Weise ausgebildet wird. Die ganze Ausführungsform der Pumpe weicht nämlich von den bekannten auch darin ab, dass hier der Quecksilberdampf nicht von einem engen Rohr in ein weites Rohr strömt, sondern umgekehrt von einem weiten Rohr (dem Heizraum) ein in engeres (den 14Tischraunr und Kondensationsraum) strömt.
Die Dampf dichte wird also zunächst grösser und damit steigt auch das erreichbare Druckgefälle der Pumpe, wobei unter Druckgefälle die Druck differenz zwischen demjenigen Vorvakrrum- druck zu verstehen ist, bei welchem die Hochvakuumpumpe gerade noch voll arbeitet, und dem dabei erreichbaren Hochvakuum. Diese Verdichtung des Dampfes ist hier zu lässig, weil das Pumpenrohr einsatzfrei ist und sich daher der Dampfdruck ungehindert in Bewegung umsetzen kann. Bei dieser Be wegung bleibt aber der Dampfzustand nicht der gleiche.
Während im Heizraume der Dampf überhitzt, also, trocken ist, soll er im 11ischraum bereits wieder in Nebelform über gehen und im Kondensationsraum bis zur Tropfenbildung abgekühlt werden. Es zeigt sich nun, dass der günstigste Mischraum nur eine relativ kleine Zone darstellt, in welcher die Mischung von Quecksilberdampf und Luft vor sich gehen soll- ausserhalb dieser Zone ist der Dampfzustand des Quecksilbers zur Aufnahme der Luft weniger geeignet, weil er entweder noch überhitzt oder schon zu weit unterkühlt ist, und daher muss die Lufzufüh- rung in der Weise erfolgen, dass der Misch vorgang sich in möglichst kleinem Raum abspielt.
Eine Einströmung der Luft, welche gegen den Quecksilberdampfstrom gerichtet ist, kommt wegen der Gegenwirkung der in das Luftzuführungsrohr einströmenden Queck silberdämpfe nicht in Betracht. Eine Einströ mung der Luft parallel zum Quecksilberstrom verlängert den Mischraum, weil bei der pa rallelen Bewegung des Dampfes und der Luft die Trägheit der Teilchen den Misch vorgang verzögert. Am vorteilhaftesten ist die senkrechte Einströmung der Luft, weil dabei eine rasche Durchdringung der beiden Materien vor sich geht und der Mischraum nur eine geringe Ausdehnung in der Bewe gungsrichtung des Dampfes erhält.
Der Zweck der Anordnung, die kinetische Energie des Quecksilberdampfes zur vollen Wirkung kom men zu lassen und den Dampf möglichst reibungslos und auf kürzestem Wege dem Kondensationsraum zuzuführen, wird also durch die senkrechte Luftzuführung wesent lich gefördert.
Da bei der Pumpe gemäss der Erfindung die Kühleinrichtung aussen liegt; % so kann besonders bei Ausführung der Pumpe in Metall, die natürliche Kühlung (an der Aussen luft) zur Erzielung einer guten Pumpenwir kung ausreichend gemacht werden. Dies wird von der Ausbildung der kühlenden Oberfläche, also auch von der Länge des Pumpenrohres abhängen. Gibt inan dem Pumpenrohr eine zur wirksamen Kühlung ausreichende Länge, dann muss, wie bereits an früherer Stelle ausgeführt, die Zuführung der Luft an der jenigen Stelle des Rohres erfolgen, an welcher der gasförmige Quecksilberdampf in Nebel überzugehen beginnt.