Qlueclcsilberdampf-Zuftpumpe zur Erzielung eines hohen Vakuums. in dem Hauptpatent ist eine Quecksilber dampf-Luftpumpe zur Erzielung eines hohen Vakuums beschrieben, bei welcher über dem Heizraum als Führung sowohl für das auf ,steigende, dampfförmige, wie auch für das herabfallende, tropfenförmige Quecksilber ein einsatzfreies Rohr vorgesehen ist, an dessen oberem Ende sich der Anschluss der Vor vakuumpumpe befindet, während das An- sehlussrohr für den Rezipienten seitlich, ober halb des Fleizraumes, angesetzt ist,
wobei sich zwischen diesen beiden Anschlussstellen die Kühleinrichtung befindet.
Zur Erzielung eines relativ kleinen Misch raumes für die angesaugte Luft mit dem in Nebelform übergehenden Quecksilberdampf ist es, wie im Hauptpatent angegeben, vor teilhaft, die Luft in zur Bewegungsrichtung des Quecksilberdampfes senkrechter Richtung dem Pumpenrohr zuzuführen. Durch die in tensive Durchdringung der beiden Materien in relativ kleinem Raum wird der Wirl-ungs- grad dieser Pumpe gehoben. Gleichzeitig ge stattet dieser Umstand, die Gesamthöhe der Pumpe zu verkleinern und ihren Bau ökono mischer zu gestalten.
Nun erfordert aber die aus dem Rezipienten kommende Luft ein wei tes Zuführungsrohr, um eine grosse volu- metrische Förderleistung zu erzielen. Wählt man nun als Zuführungsrohr ein Rohr von kreisförmigem Querschnitt, dann erhält man bei senkrechter Zuführung eine kreisrunde Eintrittsöffnung in den Pumpenraum, deren Querschnitt dem Querschnitt des. weiten Zu führungsrohres entspricht. Diese Form der grossen Eintrittsöffnung verschlechtert aber die Wirkungsweise der Pumpe ausserordent lich.
Einerseits tritt eine erhebliche Menge des trotz der grossen Geschwindigkeit immer noch expandierenden Quecksilberdampfes in das Zuführungsrohr ein und hebt dadurch die Wirksamkeit der Pumpe zu einem wesent lichen Teil auf, anderseits ist der durch diese relativ hohe Eintrittsöffnung bedingte Misch raum so gross, dass der Zustand des Queck silberdampfes nicht in allen Teilen des Misch raumes ein Optimum für die Mitnahme eines möglichst grossen Luftquantums ist, so dass der Wirkungsgrad auch aus diesem Grunde Ein geringerer werden muss.
Nach vorliegender Erfindung soll nun zwar das Luftzuführungsrohr einen relativ grossen und kreisförmigen Quers^hnitt erhal ten; es soll aber kurz vor Einmündung in die Pumpe unter Beibehaltung oder Vergrösserung des Querschnittes in eine solche Form über gehen, dass die Eintrittsöffnung in Richtung der Bewegung des Quecksilberdampfes eine kleinere Ausdehnung aufweist als in dazu senkrechter Richturig. .Hierdurch wird einer seits der Eintritt von Quecksilberdampf in das Zuführungsrohr in praktisch ausreichen dem Masse verhütet, anderseits der Mischraum auf ein kleineres Mass beschränkt, was vor teilhaft für die Wirkungsweise und die Di mensionierung der Pumpe ist.
Ein Ausführungsbeispiel der bes^hriebe- nen Quecksilberdampf-Luftpumpe ist in der Zeichnung dargestellt.
In der Figur bedeutet: H den Heizraum der Pumpe, Q das Quecksilber, F die Heizvorrichtung, di- auch ein elek trischer Heizkörper sein kann, P den Pumpenraum, V das Anschlussrohr für die Vorvakuum- pump e, R das Anschlussrohr für den Rezipien ten.
B das Zuführungsrohr von kreisförmiem Querschnitt für die von der Pumpe abzu saugende Luft, C das Rohrstück von B kurz vor der Ein mündung in die Pumpe, 0 die Eintrittsöffnung für die Luft.
Wie -,aus der Figur ersichtlich, erfolgt der Eintritt der Luft in den Pumpenraum in einer zur Bewegungsrichtung des Queck silberdampfes senkrechten Richtung. Die Eintrittsöffnung 0 hat. rechteckige Form, und es liegt erfindungsgemäss die schmale Seite des Rechteckes in der Richtung der Bewegung des Quecksilberdampfes. In dem Rohrsttiek C vollzieht sich der Übergang von der kreis runden zur rechteckigen Form. K ist das Kühlgefäss, welches sowohl den obern Teil der Pumpe, wie auch das Rohr B umfasst. TI' ist die Kühlflüssigkeit, welche an der Stelle Z in das Kühlgefäss K ein lind an der Stelle A aus diesem Gefäss austritt.
Das durch die Figur dargestellte Aus führungsbeispiel zeigt noch weitere wesent liche Vorteile. In erster Linie ist zu be merken, dass das Rohrende C, welches senk- reL-ht zur Bewegungsrichtung des Queck silberdampfes steht, eine gewisse Länge be sitzt, welche für die gute Wirksamkeit der Pumpe unerlässlich ist. Das Rohrende C muss so lang sein, dass kein expandierendes Queck- silberdampfteilchen in das Rohr B .gelangen kann, ohne vorher auf die obere Wand des Rohrendes C aufgeprallt zu sein.
Durch die sen Aufprall wird die kinetische Energie der Teilchen derart vermindert, dass die Luft strömung im Rohr B keine Behinderung durch eine gegenwirkende Quecksilberdampfströmung erfährt. Ein anderer Vorteil ist in der durch das ZuführungsrohrB und das Pumpenrohre gebildeten U -Form zu erblicken, so dass Rohr und Pumpe im Prinzip die Gestalt zweier kommunizierender Röhren hat.
Das senk rechte Herabführen des Rohres B ist aus den angeführten Gründen aber nur bei einem ge nügend langen Stück C mö.gh^h. Anderseits wird die erforderliche Länge von C relativ klein :gehalten, wenn die Eintrittsöffnung 0 in der beschriebenen Art ausgeführt wird.
Die dargestellte U-förmige Anordnung ge stattet einerseits die Verwendung, eines ge meinsamen Kühlgefässes für Zuführungsrohr und Pumpe, in welches das .ganze System ein taucht, und anderseits einen bequemen An schluss des Rezipienten und der Vorvakuum- pumpe, da. beide Anschlussstellen nebenein ander im Deckel des Kühlgefässes ängeordnet werden können.
Die Kühleinrichtung soll nach dem Haupt patent das Pumpenrohr zwischen der Ein- und Austrittsstelle für die Luft kühlen. Bei der flachen Form der Eintrittsöffnung 0 und des Rohrendes C liegt die Gefahr vor, dass besonders bei metallischer Ausführung der Pumpe die Kühlung zu weit nach unten. also s^hon auf den Heizraum, wirkt. Diese vorzeitige Kühlung des aufsteigenden Queck- silberda.mpfes ist schädlich und setzt die Wirksamkeit der Pumpe herab.
Bei der be schriebenen Ausführung soll daher die Kiilil- einrichtung so bemessen sein, dass sie auf das Pumpenrohr und die Luftzuführungsstelle in der Weise wirkt, dass erst oberhalb des Heiz raumes der .gasförmige Quecksilberdampf in Nebelform übergeführt wird.
Qlueclc silver vapor air pump to achieve a high vacuum. In the main patent, a mercury vapor air pump is described to achieve a high vacuum, in which above the boiler room as a guide for both the rising, vaporous, as well as for the falling, drop-shaped mercury, a use-free tube is provided at the upper end the connection of the pre-vacuum pump is located, while the connection pipe for the recipient is attached to the side, above the meat room,
the cooling device being located between these two connection points.
To achieve a relatively small mixing space for the sucked in air with the mercury vapor passing over in the form of a mist, it is, as indicated in the main patent, before geous to supply the air in the direction perpendicular to the direction of movement of the mercury vapor to the pump tube. Due to the intensive penetration of the two materials in a relatively small space, the degree of swirl of this pump is increased. At the same time, this fact enables the overall height of the pump to be reduced and its construction to be more economical.
However, the air coming from the recipient now requires a further supply pipe in order to achieve a large volumetric delivery rate. If a pipe with a circular cross-section is selected as the feed pipe, a circular inlet opening into the pump chamber is obtained with vertical feed, the cross-section of which corresponds to the cross-section of the wide feed pipe. However, this shape of the large inlet opening worsens the operation of the pump extraordinarily.
On the one hand, a considerable amount of the mercury vapor, which is still expanding despite the high speed, enters the supply pipe and thereby removes the effectiveness of the pump to a substantial extent; on the other hand, the mixing space caused by this relatively high inlet opening is so large that the state of the Mercury vapor is not an optimum in all parts of the mixing space for taking along as large a quantity of air as possible, so that the degree of efficiency must also be lower for this reason.
According to the present invention, the air supply pipe should now have a relatively large and circular cross-section; but shortly before confluence with the pump, while maintaining or increasing the cross-section, it should go into a shape such that the inlet opening in the direction of the movement of the mercury vapor is smaller than in the perpendicular direction. As a result, on the one hand, the entry of mercury vapor into the supply pipe is prevented in practically sufficient mass, on the other hand, the mixing space is limited to a smaller extent, which is advantageous for the operation and the dimensioning of the pump.
One embodiment of the mercury vapor air pump described is shown in the drawing.
In the figure: H denotes the heating chamber of the pump, Q the mercury, F the heating device, which can also be an electric heater, P the pump chamber, V the connection pipe for the fore-vacuum pump e, R the connection pipe for the recipient .
B the supply pipe with a circular cross-section for the air to be sucked in by the pump, C the pipe section from B just before it opens into the pump, 0 the inlet opening for the air.
As can be seen from the figure, the air enters the pump chamber in a direction perpendicular to the direction of movement of the mercury vapor. The inlet opening has 0. rectangular shape, and according to the invention the narrow side of the rectangle lies in the direction of the movement of the mercury vapor. In the pipe section C the transition from the circular to the rectangular shape takes place. K is the cooling vessel, which includes both the upper part of the pump and pipe B. TI 'is the cooling liquid which exits at point Z in the cooling vessel K and at point A from this vessel.
The exemplary embodiment illustrated by the figure shows even more essential advantages. First and foremost, it should be noted that the pipe end C, which is perpendicular to the direction of movement of the mercury vapor, has a certain length, which is essential for the good effectiveness of the pump. The pipe end C must be long enough that no expanding mercury vapor particle can get into the pipe B without hitting the upper wall of the pipe end C beforehand.
As a result of this impact, the kinetic energy of the particles is reduced in such a way that the air flow in tube B is not hindered by a counteracting mercury vapor flow. Another advantage can be seen in the U-shape formed by the supply pipe B and the pump pipe, so that the pipe and pump basically have the shape of two communicating pipes.
For the reasons given, it is only possible to bring the pipe B down vertically if the piece C is long enough. On the other hand, the required length of C is kept relatively small if the inlet opening 0 is designed in the manner described.
The U-shaped arrangement shown enables on the one hand the use of a common cooling vessel for the supply pipe and pump, in which the whole system is immersed, and on the other hand a convenient connection of the recipient and the fore-vacuum pump, there. both connection points can be arranged next to each other in the lid of the cooling vessel.
According to the main patent, the cooling device should cool the pump pipe between the entry and exit points for the air. In the case of the flat shape of the inlet opening 0 and the pipe end C, there is a risk that the cooling will be too far down, especially if the pump is made of metal. So it works on the boiler room. This premature cooling of the rising mercury head is harmful and reduces the effectiveness of the pump.
In the embodiment described, the cooling device should therefore be dimensioned in such a way that it acts on the pump tube and the air supply point in such a way that the gaseous mercury vapor is only converted into mist form above the heating room.