DE2430314B2 - Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe mit vorgeschaltetem Verdichter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe mit vorgeschaltetem Verdichter zum Absaugen und Verdichten von kompressiblen Medien unter 100 Torr Ansaugdruck. Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Anordnung Bezug genommen, wie sie beispielsweise aus der DTPS 9 68 232 bekannt ist.

Zum Absaugen und Verdichten von gas- und/oder dampfförmigen Medien sind bereits seit langem Anordnungen bekannt, die aus einer Flüssigkeitsring- ^M Vakuumpumpe mit vorgeschaltetem Verdichter, z. B. in Form einer Roots-Pumpe, bestehen. Da volumetrische Pumpen, wie z. B. die Roots-Pumpen, verhältnismäßig bauaufwendig und nicht wartungsfrei sind, ist man für viele Anwendungsfälle auf Strahlpumpen als Vorverdichter übergegangen und hat dabei die durch das Treibmedium der Strahlerpumpe erforderliche, größere Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe in Kauf genommen (vgl.z. B. DTPS 9 68 232).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Hinblick auf diese bekannte Kombination darin, bei einer Anordnung der eingangs genannten Art das Bauvolumen und damit auch den Leistungsbedarf erheblich zu verringern, und zwar ohne Rückgriff auf die Kombination von Roots-Pumpe und Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der vorgeschaltete Verdichter ein Seitenkanal-Verdichter ist Wenn dabei die Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe in ihrem Saugvermögen entsprechend dem erreichbaren Druckverhältnis des Seitenkanal-Verdichters ausgelegt wird, erhält man auf diese überraschend einfache Weise eine Verdichteranordnung, die hohe Robustheit, Zuverlässigkeit und geringen Platzbedarf mit verhältnismäßig niedriger Gesamtantriebsleistung — bezogen auf das Ansaugvolumen — vereint.

Das Ergebnis ist insofern überraschend, als der im allgemeinen nur bei atmosphärischen Drücken für kleine Druckdifferenzen um lOOmbar eingesetzte Seitenkanalverdichter an und für sich — z. B. im Vergleich mit der Roots-Pumpe — einen relativ schlechten Wirkungsgrad hat und wegen des »schädlichen Raumes« — zwischen den Schaufeln bei einem größeren Druckverhältnis kein Saugvermögen mehr erwarten läßt. Es ist nicht zu vermuten, daß er gerade als Vorverdichter im Vakuumbereich unter 100 Torr vorteilhaft zu verwenden ist. Erst Versuche und eine Überprüfung der Gesamtenergiebilanz der Anordnung zeigen, daß sich erhebliche Vorteile im Vakuumbereich ergeben, und zwar durch die Eigenschaft des Seitenkanalverdichters — weitgehend unabhängig vom Ansaugdruck — immer um das gleiche Druckverhältnis bei gegebener Drehzahl und Auslegung zu verdichten. Dies hat im Vakuumbereich — da die Verdichterarbeit bei konstantem Druckverhältnis proportional zur Dichte des Fördermediums ist — zur Folge, daß der Verdichter nur sehr wenig Antriebsenergie benötigt und daß daher hier sein relativ sehr schlechter Wirkungsgrad in der Energiebilanz praktisch nicht ins Gewicht fällt. Gleichzeitig ergibt sich durch die geringe thermische Belastung des Verdichters im Vakuumbereich auch die Möglichkeit, das durch ihn erreichbare Druckverhältnis gegenüber dem atmosphärischen Bereich z. B. durch Erhöhen seiner Drehzahl ohne weiteres zu vergrößern und damit die Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe entsprechend klein zu bemessen.

Aus den vorgenannten Überlegungen gibt auch die an sich bekannte Kombination von Flüssigkeitsringpumpe mit nachgeschaltetem Seitenkanalverdichter (vgl. z. B. DT-OS 21 38 383) zur Erzeugung von Druckluft keinen Anlaß, den Einsatz des Ringverdichters im Vakuumgebiet zu erwägen.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert: In einem Druck-Saugvermögen-Diagramm (pS) ist die Kennlinie a einer Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe aufgetragen. Wie ersichtlich, nimmt das Saugvermögen unterhalb von etwa 100 Torr infolge des Ausdampfens des Flüssigkeitsringes, z. B. Wasser, ab. Zur Ausdehnung des Anwendungsbereiches wird im bekannten Fall der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe ein Gasstrahler vorgeschaltet, so daß sich für Drücke z. B. unter 40 Torr die mit b angegebene Kennlinie des Gesamtaggregates ergibt. Bei einer Evakuierung wird dann das zu verdichtende Medium auf der Strecke d vom Arbeitspunkt mit Druck P\ bis zum Zwischendruck Pi durch den Gasstrahler verdichtet.

Im gleichen Diagramm ist noch die Kennlinie c eines Seitenkanal-Verdichters in Zusammenschaltung mit einer Flüssigkeitsringpumpe (Kennlinie a') aufgetragen. Unter der Annahme eines Verdichtungsverhältnisses dieses Verdichters von 1 zu 2 ist ersichtlich, daß bei gleichem Anfangsarbeitsdruck P_x die Verdichtung auf der Strecke e zum Zwischendruck P₂ erfolgt und damit eine Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe von erheblich geringerem Saugvermögen (Kennlinie a') und damit auch geringerer Antriebsleistung nachgeschaltet werden kann, um das gleiche tatsächliche Fördervolumen des Aggregats zu erhalten. Es kann etwa angenommen werden, daß bei den genannten Verdichtungsverhältnissen die Baugröße und damit die Leistung der Flüssigkeitsringpumpe und damit auch der Leistungsbedarf für den elektrischen Antriebsmotor auf ca. die Hälfte gesenkt werden kann, so daß die noch zusätzlich etwa aufzuwendenden 10% Leistungsbedarf für den Seitenkanal-Verdichter in der Gesamtbilanz überhaupt nicht ins Gewicht fallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe mit vorgeschaltetem Verdichter zum Absaugen und Verdichten von kompressiblen Medien unter 100 Torr Ansaugdruck, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeschaltete Verdichter ein Seitenkanal-Verdichter ist.