DE239213C

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Publication number: DE239213C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-Ά 239213.-KLASSE 27c. GRUPPE

Dr.WOLFGANG GAEDE in FREIBURG i. B.

Rotierende Vakuumpumpe. Patentiert Im Deutschen Reiche vom 3. Januar 1909 ab.

Die Erfindung betrifft rotierende Pumpen zur Erzeugung hoher Vakua. Wenn man von Kapselpumpen absieht, deren Leistungen in bezug auf die Höhe des erreichbaren Vakuums verhältnismäßig beschränkt sind, beruhen alle bisher bekannten rotierenden Vakuumpumpen auf dem Gedanken, eine aus Schöpfkammern gebildete Trommel in eine Sperrflüssigkeit bis über die Achse eingetaucht umlaufen zu lassen und dadurch nacheinander Gasmengen gleicher Volumina dem Endvakuum zu entnehmen und an das Vorvakuum abzugeben.

Die Notwendigkeit, bei diesen Pumpen eine Sperrflüssigkeit anzuwenden, bringt den Nachteil mit sich, daß die Dampfspannung der Sperrflüssigkeit sehr viel höher ist als die Spannung des aus dem Rezipienten abgesogenen Gases bei den höchsten mit diesen Pum-

_ao pen erreichbaren Verdünnungen.

Die Erfindung vermeidet diesen Übelstand dadurch, daß sie zur Gasförderung ausschließlich die Reibung des Gases zwischen zwei frei relativ zueinander umlaufenden, vorzugsweise zylindrischen trockenen Körpern verwendet. Dabei ist die Vermeidung der Benutzung einer Sperrflüssigkeit an und für sich ein bedeutender Fortschritt, weil das fast ausschließlich für diesen Zweck in Betracht kommende Quecksilber kostspielig ist und im Betriebe allerhand Unbequemlichkeiten mit sich bringt.

In ihrer einfachsten Form kann die Pumpe

nach der Erfindung durch das Schema Fig. ι der Zeichnung dargestellt werden. A ist ein Zylinder, der sich auf einer Welle B drehen kann. C ist ein feststehendes Gehäuse mit einer zylindrischen Bohrung, in die der Zylinder A möglichst dicht, aber leicht drehbar paßt. D ist eine zum Zylinder A konzentrische Nut, die im Gehäuse ausgefräst ist. An einer Stelle des Umfanges wird die Nut D durch einen Steg E gesperrt, und zu beiden Seiten des Steges münden in die Nut D das Zuführungsrohr F und das Abführungsrohr G. Die Nut D sei beispielsweise mit Luft gefüllt und die Rohre F und G mit der äußeren Luft in freier Verbindung. Wird der Zylinder A im Sinne des eingezeichneten Pfeiles gedreht, so wird die in der Nut enthaltene Luft durch die Reibung an seiner Mantelfläche mitgerissen. Je tiefer die Nut in radialer Richtung gemessen angenommen wird, desto mehr Luft wird mitgenommen, und da der Zwischenraum zwischen der umlaufenden Wandfläche des Zylinders A und der beispielsweise als feststehend angenommenen des Gehäuses C bei E kleiner ist als bei D, so wird eine Stauung der Luft bei G stattfinden, oder wenn die Kanäle F und G, wie beispielsweise angenommen worden ist, in freier Verbindung mit der Außenluft sind, so wird die Luft bei F angesogen und bei G ausgestoßen.

Es wurde gefunden, daß eine gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgeführte reine Reibungspumpe sich besonders gut zur Erzeugung hoher Vakua eignet. Da nämlich der Koeffizient der inneren Reibung von Gasen unabhängig von ihrem Druck ist, so ist unter sonst unveränderten Umständen der Unterschied der Drucke vor und hinter der Pumpe innerhalb sehr weiter Grenzen für alle Drucke unveränderlich. Ist also die Pumpe so ab-

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gemessen, daß sie bei einer bestimmten Umlaufszahl einen Druckunterschied von beispielsweise 6 cm Quecksilber erzeugt, so wird sie den Druck im Rezipienten nur auf 70 cm bringen, wenn sie gegen Atmosphärendruck von 76 cm arbeitet. Schaltet man sie aber hinter eine Vorpumpe, welche ein Vorvakuum von 10 cm erzeugt, so erhält man ein Endvakuum von 4 cm. Bei hohen Verdünnungen verliert diese Regel ihre Gültigkeit. Der Versuch zeigt aber, daß bei diesen Verhältnissen mit einem Vorvakuum von etwa 1 mm schon sehr hohe Endvakua erhalten werden.

In den Fig. 2 bis 4 ist eine Ausführungsform der Pumpe dargestellt', die zur Erzeugung sehr hoher Luftverdünnungen geeignet ist. Fig. 2 ist ein Schnitt nach 2-2 in den Fig. 3 und 4. Fig. 3 ist ein Schnitt nach 3-3 in den Fig. 2 und 4, und Fig. 4 zeigt die

ao Pumpe von oben gesehen. .

Auf die Welle B ist das zylindrische Gußstück A aufgekeilt, in dessen Umfang beispielsweise acht Nuten D eingedreht sind. Das Gehäuse C ist mit den Ringschmierlagern R für die Welle B versehen und umschließt die Trommel A an der Peripherie möglichst dicht, ohne sie zu berühren. An der Oberseite des Gehäuses C ragen die aus einzelnen Lamellen bestehenden und zu einem Kamm vereinigten Stege E in die Nuten D der Trommel und' füllen die Nuten, möglichst dicht aus, ohne indes die Wandungen der Trommel zu berühren. Zu beiden Seiten der Stege sind im Gehäuse die öffnungen f und g (Fig. 2) vorgesehen, welche die aus den Nuten verdrängte Luft in das auf das Gehäuse aufgeschraubte und mit Kanälen f_v f_%, g_x, g₂ und Anschlußstutzen F und G versehene Gußstück H leiten. In Fig. 4 sind die in der Ebene 4-4 (Fig. 2) liegenden Kanäle in dem Gußstück H punktiert eingezeichnet. Die Drucköffnung g_x der mittleren Nuten ist durch die Kanäle /, / mit den Saugöffnungen f₂, f_z der äußeren Nuten, ferner F mit f und G mit g₂, g₂ ^ver" bunden. Die vier mittleren Nuten sind somit mit den vier äußeren in Reihe geschaltet, wodurch eine höhere Saugwirkung als bei Parallelschaltung und der Vorteil erzielt wird, daß öldämpfe von der Lagerschmierung nicht in den Rezipienten gelangen können.

Mit der Welle wird zum Antrieb bei K ein schneilaufender Motor, beispielsweise ein Elektromotor oder eine Dampfturbine, gekuppelt.

Zur Erzeugung hoher . Vakua wird der Stutzen F mit dem Rezipienten und der Stutzen G mit einer Vorpumpe verbunden, z. B. einer Kapselpumpe, welche imstande ist, ein Vakuum von etwa 1 mm Quecksilbersäule zu geben, und die Pumpe im Sinne des Pfeiles in Fig. 2 in Umdrehung versetzt.

Bei zweckmäßiger Ausführung wirkt die Pumpe nach der Erfindung sehr viel schneller als alle bisher bekannten Hochvakuumpumpen und bietet außerdem, noch den wichtigen Vorteil, daß sich weder Quecksilberdämpfe noch öldämpfe im erzeugten Vakuum bilden können.

Claims

Paten t-An Sprüche:

1. Rotierende Vakuumpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Körper (beispielsweise zwei konzentrische Zylinder) ohne Zwischenschaltung einer Sperrflüssigkeit in gegenseitige Umdrehung versetzt werden, und daß eine Zuflußöffnung und eine Abflußöffnung durch einen erweiterten Teil des Zwischenraums zwischen beiden Körpern miteinander derart verbunden sind, daß das in dem erweiterten Teil des Zwischenraums befindliche Gas durch Reibung an den Oberflächen der Körper vom Zufluß zum Abfluß gefördert

. wird.

2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum durch Nuten (D) in der Mantelfläche des als Zylinder ausgebildeten umlaufenden Körpers gebildet ist, die an der Sperrstelle (E) durch Verbindungskanäle (J) derart in Gruppen hintereinander geschaltet sind, daß der Gasdruck von den Enden des Zylinders nach der Mitte abnimmt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.