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EP1131558B1 - Verfahren zum fördern feuchter gase mittels einer fördereinrichtung sowie fördereinrichtung zum durchführen dieses verfahrens - Google Patents

Verfahren zum fördern feuchter gase mittels einer fördereinrichtung sowie fördereinrichtung zum durchführen dieses verfahrens Download PDF

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Publication number
EP1131558B1
EP1131558B1 EP99953937A EP99953937A EP1131558B1 EP 1131558 B1 EP1131558 B1 EP 1131558B1 EP 99953937 A EP99953937 A EP 99953937A EP 99953937 A EP99953937 A EP 99953937A EP 1131558 B1 EP1131558 B1 EP 1131558B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conveyor
pump
feed
feed pump
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99953937A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1131558A1 (de
Inventor
Erwin Hauser
Heinz Riedlinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KNF Neuberger GmbH
Original Assignee
KNF Neuberger GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7887227&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1131558(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by KNF Neuberger GmbH filed Critical KNF Neuberger GmbH
Publication of EP1131558A1 publication Critical patent/EP1131558A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1131558B1 publication Critical patent/EP1131558B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/06—Cooling; Heating; Prevention of freezing
    • F04B39/062—Cooling by injecting a liquid in the gas to be compressed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/10—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use
    • F04B37/14—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use to obtain high vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/10—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use
    • F04B37/18—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use for specific elastic fluids
    • F04B37/20—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use for specific elastic fluids for wet gases, e.g. wet air

Definitions

  • the invention relates to a method for conveying moist gases by means of a delivery device, the at least one delivery pump with a displacer oscillating in a delivery chamber.
  • the invention also relates to a conveyor, in particular to carry out the method mentioned at the beginning, with at least one feed pump, one in a feed chamber has oscillating displacers and their delivery space a Inlet with at least one suction valve and an outlet with has at least one exhaust valve, at least one Feed pump of the conveyor with a ventilation device has a ventilation duct that opens into the area of the delivery chamber and wherein a ventilation valve is interposed in the ventilation duct is, if necessary and independent of the Stroke position of the displacer can be actuated.
  • a conveyor device is already known from DE 296 18 911 U1 of the type mentioned with a diaphragm pump, which Conveyor especially for the evacuation of the Completion of dentures or dental prostheses needed Kilns serves.
  • the known conveyor has a ventilation valve for the pump work space of the diaphragm pump. This vent valve is in the flow direction behind the inlet valve connected to the pump workspace so that the suction pipe the diaphragm pump are kept clear of the ventilation valve and the ventilation valve has no influence on the passage cross-section for the pumped medium.
  • the ventilation valve in the previously known from DE 296 18 911 U1 Conveyor is solely intended to be inexpensive Way also a trouble-free start of the pump arrangement existing vacuum in the intake line and at the same time to ensure high pump performance at low cost.
  • the conveyor device known from DE 296 18 911 U1 however neither suitable nor intended to convey moist gases, such as during the operation of an autoclave attack.
  • the sterilization chamber is more well known for evacuating Steam sterilization devices on a conveyor connected, which has a vacuum pump. Because of the So far, the vacuum pump has been exposed to water vapor only water ring pumps or diaphragm pumps are used. Because of the Size and the disadvantages of a water ring pump come in the for example, smaller ones intended for the doctor's office Steam sterilization devices mostly only apply to membrane pumps.
  • Cartridge cartridges are relatively expensive because they are additional a control device for these heating cartridges Temperature sensor for regulating the evaporation temperature must be used, and because these heating cartridges mostly need at least as much electrical power as that Drive motor of the associated feed pump.
  • the inventive solution to this problem consists in the Process of the type mentioned in particular in that the Delivery space of at least one feed pump during the operation of the Conveyor as required and regardless of the stroke position of the displacer oscillating in the delivery chamber once or several times is ventilated intermittently.
  • a device is already known from US-A-2 812 893 as a combination of a suction pump and a compressor is trained.
  • the known device works with Downstroke of the piston as a suction pump, while on the upstroke serves as a compressor.
  • the piston opens during the Downward stroke on the cylinder circumference provided valve openings, so additional air into the displacement under atmospheric pressure from outside flow in and are compressed in the subsequent upward stroke can, because the air sucked in through the inlet valve to the Compression alone may not be enough.
  • the device known from US-A-2 812 893 has compression spring loaded Intake and exhaust valves at a defined Open the pressure difference temporarily. Opens the exhaust valve of the previously known device, for example, at an overpressure of 10 bar, so the compressed during the upward stroke and 10 bar Excess air is expelled through the exhaust valve. in the The upper dead space then only remains below this pressure limit is the amount of air. Because this is harmful Air volume still has a gas pressure of 10 bar, it would normally push the plunger down so that the previously known device does not function as a downward stroke Suction pump can take over.
  • the previously known device shows in her pump head therefore a vent valve, which means an actuating rod arranged on the piston at top dead center is opened. The actuation of the in the known device Vent valve used is therefore cyclical and in Dependence on the stroke position of the piston.
  • the delivery space is at least a feed pump, on the other hand, if necessary and independent of the stroke position of the displacer once or at time intervals ventilated several times. This will be in the funding room any remaining liquid droplets from the conveyor blown out.
  • the pumping room can be ventilated during the operation of the feed pump once or several times for example after certain condensation times or at different pressure levels in one by means of the conveyor chamber to be evacuated. Since in the invention Process a quick and targeted pump drying the moisture contained in the fluid handled condensed, the delivery chamber cooled and accordingly on energy-consuming heating of the pump head can be dispensed with.
  • the feed pump Because in particular in a steam sterilization device in the medium contained water vapor cooled and in its liquid state is transferred, the feed pump has only a smaller one Pump out the volume of the pumped medium, resulting in the required Pump operating time significantly reduced.
  • the for Cooling of the pumped medium in the area of the pumping room required Cooling the feed pump also causes at the same time a cool run of the conveyor, which is a long Lifetime of the feed pump and long service intervals favored.
  • the ventilation of the delivery chamber according to the inventive method can also be done manually.
  • the solution according to the invention is to facilitate handling in the conveyor of the type mentioned in particular in that the ventilation valve with a control device in Control connection is, and that the control device Has timer and / or a pressure sensor, for a one-time or repeated intermittent actuation of the ventilation valve in Depending on the condensation time and / or depending predetermined pressure levels in a by means of the conveyor chamber to be evacuated.
  • the suction valve also opens when the ventilation valve is opened abruptly closes, the ventilation or Take drying gas one way only and from the pump inlet side directly through the delivery chamber to the pump outlet side stream. This measure ensures effective pump drying favored.
  • the feed pump having the ventilation device is the first Pump stage of the multi-stage conveyor forms.
  • the Channel cross-section is selected so that the flow force is greater as an adhesive force and in particular that is an atmospheric Volume flow of the conveyor an average flow rate greater than 10 m / sec. generated.
  • This flow rate creates a frictional force at the boundary layer between ventilation gas and adhesive liquid that is larger than the adhesive force between the liquid and that in the delivery chamber provided flow surfaces. This ensures that the liquid droplets remaining in the delivery chamber detach from the flow surfaces of the delivery chamber and with the Ventilation or drying gas are entrained.
  • the drying of the pumping room is additionally supported, if the conveyor device, at least in some areas, preferably at least in the area of the pump head of the feed pump (s) Low-adhesion and especially non-metallic flow surfaces which has very low adhesive binding forces to liquids exhibit. It can be particularly advantageous if the Flow surfaces of the conveyor at least in one Part of a plastic coating, preferably one Teflon coating.
  • the pump head of the Feed pump (s) is forced cooled and that at the pump head Delivery pump (s) on the outside preferably cooling fins for forced air cooling are provided. Because the pump head at this is further cooled embodiment, the Head temperature also below the given evacuation pressure Existing evaporation or boiling temperature are cooled. This further development according to the invention ensures that the water vapor contained in the medium condense and cannot evaporate again. A re-evaporation of the Condensate would have an undesirable increase in volume of the medium and a corresponding extension of the necessary operating times of the conveyor result.
  • a preferred embodiment according to the invention provides that between the pump head and a crankcase Feed pump (s) an intermediate cover or an intermediate plate is arranged, in which the between the delivery room and the Valves provided flow channels are provided and that the intermediate cover is designed as a plastic part. Because due of the ventilation valve provided according to the invention Heating up the pump head can be avoided and because of that subject of the present invention a condensation in Fluid contained is preferred, the can Intermediate cover, for example as an injection molded part from one Plastic are made. Such a plastic part and in particular a plastic injection molded part has a very smooth, water-repellent surface, which creates the adhesive effect even more can also be reduced. It also trains Plastic-made intermediate cover a bad one Thermal conductor that provides effective thermal insulation between the hot Pump head and the pump housing forms.
  • plastic manufactured intermediate cover compared to, for example pump head made of aluminum remains relatively cool a condensation of the moisture contained in the medium and a rapid removal of the moisture droplets in the area this intermediate cover favors.
  • plastic and especially as a plastic injection molded part manufactured intermediate cover can be produced very inexpensively.
  • a preferred embodiment according to the invention provides that the feed pump (s) of the conveyor, in particular the the ventilation device pointing to the feed pump, as a reciprocating piston pump or is preferably designed as a diaphragm pump.
  • the conveyor device has a flow guide with at least has a tubular channel section
  • an optimization the flow guidance can be achieved when this channel section at the end with an adjacent section of the flow guide by means of a sealing ring made of elastic material in the is essentially seamlessly connected.
  • the diaphragm pump 2 has a thin elastic and serves as a displacer Shaped membrane 3, which is fixed between its circumference Pump head 4 and a pump housing 5 is clamped.
  • the Formed diaphragm 3 of the diaphragm pump 2, which uses a connecting rod 6 is moved between them and the pump head 4 a funding room 7.
  • the pump head 4 of the diaphragm pump 2 is essentially in two parts formed and has an intermediate cover 8 and a End cover 9 on.
  • the suction valve 11 and that Outlet valve 13 of the feed pump 2 are dependent on the pressure prevailing in the delivery chamber 7 can be actuated.
  • the valves For this purpose, 11, 13 have a valve body 14, which as one of a Elastomer existing valve disc is formed.
  • This Valve disks can also be tongue-shaped or round, for example be trained.
  • the diaphragm pump 2 is otherwise not part of one conveyed device 1, which is used to convey moist Serves gases.
  • Such funding facilities are, for example Evacuation of steam sterilization devices (so-called Autoclaves) or in the field of gas drying.
  • the pump head 4 is Feed pump 2 forced-cooled.
  • the pump head 4 can do this For example, have a water cooling system, the cooling channels very close and parallel to those in the pump head Gas flow channels are arranged.
  • the pump head 4 in particular its end cover 9 in addition to or instead of water cooling Cooling fins not shown here for forced air cooling having.
  • the feed pump 2 With the help of this forced cooling, the feed pump 2 becomes such forced-cooled so that it is below the existing evaporation or boiling temperature in the gaseous Liquid contained in the fluid is cooled, which in the evacuation pressure to be evacuated equivalent. Due to the cooling of the moist pumped medium at the same time the volume of the originally vaporous Fluid during the condensation to a fraction of the original volume reduced. Through this volume reduction a condensation pump effect occurs in the area of the conveyor, which is the conveying capacity of the conveying device 1 supported. Since the water vapor contained in the pumped medium Area of the feed pump 2 cooled and in its liquid The delivery pump has only one physical state pump out less volume of the pumped medium, resulting in the required pump operating time is significantly reduced. The for Cooling of the pumped medium in the area of the pumping room 7 necessary cooling of the feed pump 2 also causes a cool run of the conveyor 1, which is a long Lifetime of the feed pump and long service intervals favored.
  • the delivery chamber 7 during the Operation of the feed pump 2 vented intermittently at time intervals.
  • the time intervals can depend on those in the to be evacuated (steam sterilization) chamber Pressure levels and / or the condensation times can be controlled.
  • the diaphragm pump 2 has a ventilation device 15 a ventilation duct 16 which opens into the area of the delivery chamber.
  • a ventilation valve 17 is interposed in the ventilation channel 16, which is in control connection with a control device stands.
  • the Control device can also be used one, for example, in the steam sterilization chamber Autoclave pressure sensor connected if that Ventilation valve 17 in dependence on predetermined pressure levels of the chamber to be evacuated.
  • the ventilation of the delivery chamber 7 can staggered several times during the operation of the feed pump 2 for example after certain condensation times or Pressure levels take place. Since by means of the ventilation device 15 quick and targeted pump drying can be achieved, the moisture contained in the fluid can condense, the pumping room cooled and accordingly on an energy-consuming Heating up the pump head 4 can be dispensed with.
  • the delivery chamber 7 with the suction valve 11 is over a suction channel 18 connected.
  • the ventilation duct 16 opens the ventilation device 15 in the flow direction of the pump inlet 10 immediately behind the suction valve 11 in the suction channel 18th
  • the suction valve 11 closes Diaphragm pump 2 suddenly.
  • the actuation of the ventilation device 15 causes that in the Feed pump 2 a targeted flow with a very high Flow rate is built up, which is the in the pumping chamber 7 entrained liquid droplets.
  • the one in the gaseous Liquid contained in the pumped medium is after its condensation in the pump head 4 by clocking the ventilation device one or more times 15 specifically promoted from the feed pump 2.
  • the Conveyor 1 for example for evacuating the steam sterilization chamber an autoclave or a vacuum drying cabinet used, the evacuation time with the help of Ventilation device 15 significantly shortened and the final vacuum be improved.
  • the ventilation valve 17, which is also a manually operated valve can be formed here is an electromagnetic valve trained and integrated directly into the intermediate cover 8.
  • This Intermediate cover 8 is designed as a plastic injection molded part, which is characterized by a very smooth, liquid-repellent surface distinguished.
  • the plastic intermediate cover is inexpensive 8 forms a very poor heat conductor, it can be effective Thermal insulation between pump housing 5 and end cover 9 Act.
  • the moisture contained in the gaseous medium can in the cooler compared to the cooled cover 9 Condense intermediate cover 8 well.
  • the end cover 9 is therefore a die-cast part preferably made of aluminum.
  • this die-cast aluminum part are those provided for the medium Gas flow channels formed without blind holes. This makes bags and largely avoided other dead spaces that would otherwise occur during subsequent drilling of such channels arise and in which the liquid can accumulate.
  • the pump head 4 is also non-metallic in the area of its end cover 9 Flow surfaces. These flow surfaces are designed in the area of die-cast aluminum End cover 9 by a plastic coating, in particular a Teflon coating.
  • the feed pump shown in Figure 1 can 2 can also be part of a multi-stage conveyor device 100.
  • the conveyor device 100 is the ventilation device 15 having diaphragm pump 2 provided as the first pump stage, the Pump outlet 12 via a tubular channel section 19 with the pump inlet 10 of the diaphragm pump 2 'is connected.
  • This Channel section 19 is with its ends in connection openings 20 of the pumps 2, 2 'held, these ends of the Channel section 19 each with the adjacent portion of the Flow guidance by means of a sealing ring 21 joint and is seamlessly connected.
  • the channel cross section of the Flow channel chosen so small that an atmospheric Volume flow of the equipped with the ventilation device 15 Feed pump 2 has an average flow rate greater than 10 m / Sec. generated.
  • the Pump heads 4 of the feed pumps 2, 2 ' cooled in such a way that the Condensate moisture contained in the gaseous medium can.
  • the condensation is carried out, for example, as air and / or Water cooling trained forced cooling of the pump heads 4 reached.
  • Through flow-optimized and coated flow guides the condensate in the conveyors 1, 100 transported without liability.
  • a condensation occurs drastic volume reduction, resulting in fast pumping times and achieve high pumping capacities.
  • ventilation device 15 can fast and targeted drying of the conveyor systems 1, 100 can be achieved, thereby shortening the evacuation time additionally favored and the achievable final vacuum can be significantly reduced.
  • Ventilation device 15 Since the ventilation duct 16 of Ventilation device 15 opens into the delivery chamber 7 of the delivery pump 2, can do this depending on the prevailing in the production area Pressure working suction valve 11 also serves as a check valve act, whereby a targeted drying of the Conveyors 1, 100 is reached.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern feuchter Gase mittels einer Fördereinrichtung, die zumindest eine Förderpumpe mit einem in einem Förderraum oszillierenden Verdränger aufweist. Die Erfindung befaßt sich auch mit einer Fördereinrichtung, insbesondere zur Durchführung des eingangs erwähnten Verfahrens, mit zumindest einer Förderpumpe, die einen in einem Förderraum oszillierenden Verdränger aufweist und deren Förderraum einen Einlaß mit zumindest einem Saugventil und einen Auslaß mit wenigstens einem Auslaßventil hat, wobei mindestens eine Förderpumpe der Fördereinrichtung eine Belüftungseinrichtung mit einem Belüftungskanal hat, der im Bereich des Förderraums mündet und wobei in dem Belüftungskanal ein Belüftungsventil zwischengeschaltet ist, das bedarfsweise und unabhängig von der Hubstellung des Verdrängers betätigbar ist.
Aus der DE 296 18 911 U1 kennt man bereits eine Fördereinrichtung der eingangs erwähnten Art mit einer Membranpumpe, welche Fördereinrichtung insbesondere zur Evakuierung der für die Fertigstellung von Zahnersatz oder Zahnteilersatz benötigten Brennöfen dient. Um ein problemloses Anlaufen dieser Fördereinrichtung auch bei bereits erzeugtem Unterdruck zu ermöglichen, weist die vorbekannte Fördereinrichtung ein Belüftungsventil für den Pumpenarbeitsraum der Membranpumpe auf. Dieses Belüftungsventil ist in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Einlaßventil an den Pumpenarbeitsraum angeschlossen, so daß die Ansaugleitung der Membranpumpe vom Belüftungsventil freigehalten werden und das Belüftungsventil keinen Einfluß auf den Durchtrittsquerschnitt für das abgepumpte Medium haben kann.
Das Belüftungsventil in der aus DE 296 18 911 U1 vorbekannten Fördereinrichtung ist allein dazu vorgesehen, auf kostengünstige Weise ein problemfreies Anlaufen der Pumpenanordnung auch bei bereits bestehendem Unterdruck in der Ansaugleitung und zugleich eine hohe Pumpleistung bei niedrigen Kosten zu gewährleisten. Die aus der DE 296 18 911 U1 vorbekannte Fördereinrichtung ist jedoch weder geeignet noch dazu bestimmt, feuchte Gase zu fördern, wie sie beispielsweise während des Betriebes eines Autoklaven anfallen.
Medizinische Instrumente und andere medizinische Gebrauchsgegenstände werden nämlich in Autoklaven sterilisiert, die eine luftdicht verschließbare Sterilisationskammer aufweisen. Dabei werden die in der Sterilisationskammer befindlichen Instrumente vor dem Sterilisierungsvorgang zunächst einem sogenannten fraktionierten Vorvakuum ausgesetzt, bei dem durch wiederholtes Evakuieren der Luft im Wechsel mit dem periodischen Einströmen von Dampf eine besonders gute Luftentfernung auch aus englumigen Instrumenten erreicht wird. Während des Sterilisationsvorganges werden die Instrumente in der Sterilisationskammer unter Überdruck heißem Wasserdampf ausgesetzt. Um die Instrumente nach dem Sterilisieren rasch und rückstandslos zu trocknen, wird in der Sterilisationskammer anschließend wiederum ein sogenanntes Nachvakuum erzeugt, welches die Trocknungszeit des Sterilisiergutes verkürzen und den Trocknungsvorgang opitimieren soll.
Zum Evakuieren ist die Sterilisationskammer solch vorbekannter Dampfsterilisationsvorrichtungen an eine Fördereinrichtung angeschlossen, die eine Vakuumpumpe aufweist. Wegen der Beaufschlagung der Vakuumpumpe mit Wasserdampf werden bislang nur Wasserringpumpen oder Membranpumpen verwendet. Wegen der Baugröße und der Nachteile einer Wasserringpumpe kommen in den beispielsweise für die Arztpraxis vorgesehenen kleineren Dampfsterilisationsvorrichtungen meist nur Membranpumpen in Frage.
Bei der Verwendung herkömmlicher Membran-Gaspumpen besteht jedoch die Gefahr, daß die beim Fördern feuchter Gase auftretenden Flüssigkeitströpfchen zum Verkleben der Gasventile und somit zur Unterbrechung des Evakuierungsprozesses führen können. Darüber hinaus können die beim Ausbohren der Strömungskanäle im Abschlußdeckel des Pumpenkopfes kaum zu vermeidenden Taschen ebenfalls zu einer Ansammlung von Flüssigkeit führen, wodurch die weitere Evakuierung noch zusätzlich erschwert wird.
Um ein Verdampfen der Wassertröpfchen zu erreichen und um einen möglichst störungsfreien Betrieb der vorbekannten Fördereinrichtungen zu gewährleisten, werden die Pumpenköpfe speziell der in Dampfsterilisationsvorrichtungen verwendeten Membranpumpen auf ca. 100°C aufgeheizt. Mit der Verdampfung der im Fördergas enthaltenen Flüssigkeit ist jedoch eine erhebliche Volumenvergrößerung des Fördermediums verbunden, die zu einem Ansteigen der Evakuierungszeit führt. Darüber hinaus wirken sich heiße Pumpenköpfe negativ auf die Lebensdauer der eingesetzten Membranen, Ventile, Lager und sonstigen Bauteile aus. Diese negativen Auswirkungen werden noch durch die ohnehin schon hohe Umgebungstemperatur verstärkt, die in den Gehäusen derartiger Dampfsterilisationsvorrichtungen durch die Dampferzeugung entsteht.
Darüber hinaus sind die zum Aufheizen der Pumpenköpfe erforderlichen Heizpatronen verhältnismäßig teuer, weil zusätzlich zu diesen Heizpatronen stets auch eine Steuereinrichtung mit Temperaturfühler zum Einregeln der Verdampfungstemperatur eingesetzt werden muß, und weil diese Heizpatronen meist mindestens so viel elektrische Leistung benötigen wie der Antriebsmotor der dazugehörigen Förderpumpe.
Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit denen ein einfaches und störungsfreies Fördern feuchter Gase möglich ist, ohne daß damit ein erhöhter Einsatz elektrischer Energie und ein erhöhter Verschleiß der verwendeten Förderpumpen verbunden wäre.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Verfahren der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, daß der Förderraum wenigstens einer Förderpumpe während des Betriebs der Fördereinrichtung bedarfsweise und unabhängig von der Hubstellung des im Förderraum oszillierenden Verdrängers einmal oder mehrmals stoßweise belüftet wird.
Aus der US-A-2 812 893 ist bereits eine Vorrichtung bekannt, die als Kombination einer Saugpumpe sowie eines Kompressors ausgebildet ist. Die vorbekannte Vorrichtung arbeitet beim Abwärtshub des Kolbens als Saugpumpe, während sie beim Aufwärtshub als Kompressor dient. Dabei öffnet der Kolben während des Abwärtshubes am Zylinderumfang vorgesehene Ventilöffnungen, damit unter Atmosphärendruck von außen zusätzliche Luft in den Hubraum einströmen und im nachfolgenden Aufwärtshub verdichtet werden kann, weil die über das Einlaßventil angesaugte Luft zum Komprimieren allein eventuell nicht ausreicht.
Die aus der US-A-2 812 893 vorbekannte Vorrichtung hat druckfederbelastete Ein- und Auslaßventile, die bei einer definierten Druckdifferenz vorübergehend öffnen. Öffnet das Auslaßventil der vorbekannten Vorrichtung beispielsweise bei einem Überdruck von 10 bar, so wird die beim Aufwärtshub komprimierte und 10 bar übersteigende Luftmenge über das Auslaßventil ausgestoßen. Im oberen Totraum verbleibt dann zunächst lediglich die unterhalb dieser Druckgrenze liegende Luftmenge. Da dieses schädliche Luftvolumen noch einen Gasdruck von 10 bar hat, würde es normalerweise den Kolben derart nach unten drücken, daß die vorbekannte Vorrichtung beim Abwärtshub nicht die Funktion einer Saugpumpe übernehmen kann. Die vorbekannte Vorrichtung weist in ihrem Pumpenkopf daher ein Entlüftungsventil auf, das mittels eines am Kolben angeordneten Betätigungsstabes im oberen Totpunkt geöffnet wird. Die Betätigung des in der vorbekannten Vorrichtung verwendeten Entlüftungsventils erfolgt daher zyklisch und in Abhängigkeit von der Hubstellung des Kolbens.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Förderraum zumindest einer Förderpumpe demgegenüber bedarfsweise und unabhängig von der Hubstellung des Verdrängers einmal oder in Zeitintervallen mehrmals stoßweise belüftet. Dabei werden die im Förderraum eventuell verbliebenen Flüssigkeitströpfchen aus der Fördereinrichtung ausgeblasen. Das Belüften des Förderraums kann während des Betriebes der Förderpumpe einmal oder mehrmals zeitlich versetzt beispielsweise nach bestimmten Kondensationszeiten oder bei verschiedenen Druckstufen in einer mittels der Fördereinrichtung zu evakuierenden Kammer erfolgen. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine schnelle und zielgerichtete Pumpentrocknung erfolgt, kann die im Fördermedium enthaltene Feuchtigkeit kondensiert, der Förderraum gekühlt und dementsprechend auf ein energiezehrendes Aufheizen des Pumpenkopfes verzichtet werden. Dabei sieht eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung vor, daß die Förderpumpe im Bereich ihres Förderraumes unter die bei gegebenem Evakuierungsdruck vorhandene Verdampfungs- oder Siedetemperatur abgekühlt wird. Durch die Abkühlung des feuchten Fördermediums wird gleichzeitig auch das Volumen des ursprünglich dampfförmigen Fördermediums während der Kondensation auf ein Bruchteil des ursprünglichen Volumens reduziert. Durch diese Volumenreduktion im Bereich der Fördereinrichtung entsteht ein Kondensationspumpeffekt, welcher die Förderleistung der Fördereinrichtung bestimmt oder zumindest unterstützt. Da die Förderpumpe unter die bei gegebenem Evakuierungsdruck vorhandene Verdampfungs- oder Siedetemperatur abgekühlt wird, wird eine Rückverdampfung des bereits kondensierten Fördermediums im Bereich der Förderpumpe mit Sicherheit ausgeschlossen. Da insbesondere bei einer Dampfsterilisationsvorrichtung der im Fördermedium enthaltene Wasserdampf gekühlt und in seinen flüssigen Aggregatzustand überführt wird, hat die Förderpumpe nur ein geringeres Volumen des Fördermediums abzupumpen, wodurch sich die erforderliche Pump-Betriebszeit wesentlich verkürzt. Die zur Abkühlung des Fördermediums im Bereich des Förderraums erforderliche Kühlung der Förderpumpe bewirkt gleichzeitig auch einen kühlen Lauf der Fördereinrichtung, was eine lange Lebensdauer der Förderpumpe und lange Service-Intervalle begünstigt.
Das Belüften des Förderraums gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch manuell erfolgen. Um jedoch den Aufwand und die Handhabung zu erleichtern, besteht die erfindungsgemäße Lösung bei der Fördereinrichtung der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, daß das Belüftungsventil mit einer Steuereinrichtung in Steuerverbindung steht, und daß die Steuereinrichtung ein Zeitglied und/oder einen Drucksensor hat, zum einmaligen oder mehrmaligen stoßweisen Betätigen des Belüftungsventils in Abhängigkeit von der Kondensationszeit und/oder in Abhängigkeit vorgegebener Druckstufen in einer mittels der Fördereinrichtung zu evakuierenden Kammer.
Um die in der Förderpumpe eventuell verbliebenen Flüssigkeitströpfchen möglichst aus allen Bereichen des Förderraums ausblasen zu können, sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, daß der Förderraum mit dem Saugventil über einen Saugkanal verbunden ist und daß der Belüftungskanal im Saugkanal vorzugsweise unmittelbar im Bereich des Saugventils mündet, Sofern die Saug- und/oder Auslaßventile der die Belüftungseinrichtung aufweisenden Förderpumpe wie üblich in Abhängigkeit von dem im Förderraum vorherrschenden Druck betätigbar sind, wird bei einem Öffnen des Belüftungsventils und bei der Belüftung des Förderraums das Saugventil der Förderpumpe schlagartig geschlossen, welches damit gleichzeitig auch als Rückschlagventil gegenüber der vom Fördermedium zu evakuierenden Kammer wirkt. Dadurch wird erreicht, daß beim Betätigen des Belüftungsventils in der Förderpumpe eine zielgerichtete Strömung mit einer ausreichend hohen Strömungsgeschwindigkeit aufgebaut wird, um die im Förderraum bislang verbliebenen Flüssigkeitströpfchen mitzureißen.
Da beim Öffnen des Belüftungsventils gleichzeitig auch das Saugventil schlagartig schließt, kann das Belüftungs- beziehungsweise Trocknungsgas nur eine Richtung nehmen und von der Pumpeneinlaßseite direkt durch den Förderraum zur Pumpenauslaßseite strömen. Durch diese Maßnahme wird eine effektive Pumpentrocknung begünstigt.
Um auch eine mehrstufige Fördereinrichtung praktisch vollständig belüften und trocknen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die die Belüftungseinrichtung aufweisende Förderpumpe die erste Pumpstufe der mehrstufigen Fördereinrichtung bildet.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Pumpstufen der Fördereinrichtung über einen Strömungskanal verbunden sind, dessen Kanalquerschnitt so gewählt ist, daß die Strömungskraft größer als Adhäsionskraft ist und insbesondere daß ein atmosphärischer Volumenstrom der Fördereinrichtung eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit größer 10 m/Sec. erzeugt. Diese Strömungsgeschwindigkeit erzeugt eine Reibkraft an der Grenzschicht zwischen Belüftungsgas und Haftflüssigkeit, die größer ist als die Haftkraft zwischen der Flüssigkeit und den im Förderraum vorgesehenen Strömungsoberflächen. Dadurch ist gewährleistet, daß sich die im Förderraum verbliebenen Flüssigkeitströpfchen von den Strömungsoberflächen des Förderraums lösen und mit dem Belüftungs- bzw. Trocknungsgas mitgerissen werden.
Die Trocknung des Förderraums wird noch zusätzlich unterstützt, wenn die Fördereinrichtung zumindest bereichsweise, vorzugsweise mindestens im Bereich des Pumpenkopfes der Förderpumpe(n) adhäsionsarme und speziell nicht-metallische Strömungsoberflächen hat, welche sehr geringe adhäsive Bindungskräfte zu Flüssigkeiten aufweisen. Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Strömungsoberflächen der Fördereinrichtung zumindest in einem Teilabschnitt eine Kunststoffbeschichtung, vorzugsweise eine Teflonbeschichtung, aufweisen.
Um das Ansammeln auch kleinster Flüssigkeitströpfchen im Bereich des Förderraums zu erschweren, ist es zweckmäßig, wenn der Pumpenkopf der Förderpumpe(n) zumindest im Bereich eines Abschlußdeckels als Druckgußteil vorzugsweise mit eingeformten sacklochfreien Strömungskanälen ausgebildet ist. Da bei dieser Pumpenausführung die Strömungskanäle in den als Druckgußteil ausgebildeten Pumpenkopf eingeformt sind, werden die beim Ausbohren der Strömungskanäle bislang nicht zu vermeidenden Taschen und Sacklöcher vermieden, in denen sich ansonsten die Flüssigkeit sammeln könnte.
Nach einer Weiterbildung gemäß der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung ist vorgesehen, daß der Pumpenkopf der Förderpumpe(n) zwangsgekühlt ist und daß am Pumpenkopf der Förderpumpe(n) außenseitig vorzugsweise Kühlrippen für eine Luft-Zwangskühlung vorgesehen sind. Da der Pumpenkopf bei dieser weiterbildenden Ausführungsform zwangsgekühlt ist, kann die Kopftemperatur auch unter die bei gegebenem Evakuierungsdruck vorhandene Verdampfungs- oder Siedetemperatur abgekühlt werden. Bei dieser Weiterbildung gemäß der Erfindung wird sichergestellt, daß der im Fördermedium enthaltene Wasserdampf kondensieren und nicht mehr erneut verdampfen kann. Eine Rückverdampfung des Kondensats hätte nämlich eine unerwünschte Volumenvergrößerung des Fördermediums sowie eine entsprechende Verlängerung der erforderlichen Betriebszeiten der Fördereinrichtung zur Folge.
Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, daß zwischen dem Pumpenkopf und einem Kurbelgehäuse der Förderpumpe(n) ein Zwischendeckel oder eine Zwischenplatte angeordnet ist, in welchem die zwischen dem Förderraum und den Ventilen vorgesehenen Strömungskanäle vorgesehen sind und daß der Zwischendeckel als Kunststoffteil ausgebildet ist. Da aufgrund des erfindungsgemäß vorgesehenen Belüftungsventiles auch ein Aufheizen des Pumpenkopfes vermieden werden kann und da bei dem vorliegenden Erfindungsgegenstand ein Kondensieren der im Fördermedium enthaltenen Flüssigkeit bevorzugt wird, kann der Zwischendeckel beispielsweise als Spritzgußteil aus einem Kunststoff hergestellt werden. Ein solches Kunststoffteil und insbesondere ein Kunststoffspritzgußteil weist eine sehr glatte, wasserabweisende Oberfläche auf, wodurch der Hafteffekt noch zusätzlich reduziert werden kann. Darüber hinaus bildet der aus Kunststoff hergestellte Zwischendeckel einen schlechten Wärmeleiter, der eine wirksame Wärmeisolierung zwischen dem heißen Pumpenkopf und dem Pumpengehäuse bildet. Da der aus Kunststoff hergestellte Zwischendeckel im Vergleich zu einem beispielsweise aus Aluminium hergestellten Pumpenkopf relativ kühl bleibt, wird eine Kondensation der im Fördermedium enthaltenen Feuchtigkeit und ein rasches Abführen der Feuchtigkeitströpfchen im Bereich dieses Zwischendeckels begünstigt. Darüber hinaus kann ein aus Kunststoff und insbesondere als Kunststoffspritzgußteil hergestellter Zwischendeckel sehr preisgünstig produziert werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, daß die Förderpumpe(n) der Fördereinrichtung, insbesondere die die Belüftungseinrichtung auf weisende Förderpumpe, als Hubkolbenpumpe oder vorzugsweise als Membranpumpe ausgebildet ist.
Sofern die Fördereinrichtung eine Strömungsführung mit zumindest einem rohrförmigen Kanalabschnitt aufweist, kann eine Optimierung der Strömungsführung erreicht werden, wenn dieser Kanalabschnitt stirnendseitig mit einem benachbarten Teilbereich der Strömungsführung mittels eines Dichtringes aus elastischem Material im wesentlichen fugenlos verbunden ist. Somit werden auch in diesem Bereich der Strömungsführung Fugen und andere Toträume vermieden, in denen sich das Kondensat ansonsten ansammeln könnte.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung verwirklicht sein.
Es zeigt in schematischer Darstellung:
Fig. 1
eine als Membranpumpe ausgebildete Förderpumpe mit einer Belüftungseinrichtung, deren Belüftungskanal im Bereich des Förderraums der Pumpe mündet, und
Fig. 2
eine zweistufige Fördereinrichtung, die zwei Förderpumpen hat, von denen die erste Pumpstufe eine Belüftungseinrichtung aufweist.
In Fig. 1 ist eine Förderpumpe in einem Längsschnitt dargestellt, die hier als Membranpumpe 2 ausgebildet ist. Die Membranpumpe 2 weist eine dünne elastische und als Verdränger dienende Formmembran 3 auf, die an ihrem Umfang fest zwischen einem Pumpenkopf 4 und einem Pumpengehäuse 5 eingespannt ist. Die Formembran 3 der Membranpumpe 2, die mittels eines Pleuels 6 hinund herbewegt wird, begrenzt zwischen sich und dem Pumpenkopf 4 einen Förderraum 7.
Der Pumpenkopf 4 der Membranpumpe 2 ist im wesentlichen zweiteilig ausgebildet und weist einen Zwischendeckel 8 sowie einen Abschlußdeckel 9 auf. Im Pumpenkopf 4 der Membranpumpe 2 ist jeweils ein Einlaß 10 mit einem Saugventil 11 und ein Auslaß 12 mit einem Auslaßventil 13 vorgesehen. Das Saugventil 11 und das Auslaßventil 13 der Förderpumpe 2 sind in Abhängigkeit von dem im Förderraum 7 vorherrschenden Druck betätigbar. Die Ventile 11, 13 haben dazu einen Ventilkörper 14, der als eine aus einem Elastomer bestehende Ventilscheibe ausgebildet ist. Diese Ventilscheiben können beispielsweise auch zungenförmig oder rund ausgebildet sein.
Die Membranpumpe 2 ist Bestandteil einer ansonsten nicht weiterdargestellten Fördereinrichtung 1, die zum Fördern feuchter Gase dient. Solche Fördereinrichtungen werden beispielsweise zum Evakuieren von Dampfsterilisationsvorrichtungen (sogenannte Autoklaven) oder im Bereich der Gastrocknung eingesetzt.
Um dabei die im gasförmigen Fördermedium enthaltene Feuchtigkeit kondensieren, das Fördervolumen reduzieren und die beispielsweise zum Evakuieren einer Dampfsterilisationskammer benötigte Zeit möglichst klein halten zu können, ist der Pumpenkopf 4 der Förderpumpe 2 zwangsgekühlt. Der Pumpenkopf 4 kann dazu beispielsweise eine Wasserkühlung aufweisen, deren Kühlkanäle sehr nahe und parallel zu den im Pumpenkopf befindlichen Gasströmungskanälen angeordnet sind. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform, bei welcher der Pumpenkopf 4 insbesondere an seinem Abschlußdeckel 9 zusätzlich zu oder statt einer Wasserkühlung hier nicht weiter dargestellte Kühlrippen für eine Luft-Zwangkühlung aufweist.
Mit Hilfe dieser Zwangskühlung wird die Förderpumpe 2 derart zwangsgekühlt, daß sie im Bereich ihres Pumpenkopfes unter die vorhandene Verdampfungs- oder Siedetemperatur der im gasförmigen Fördermedium enthaltenen Flüssigkeit abgekühlt wird, die dem in der zu evakuierenden Kammer angestrebten Evakuierungsdruck entspricht. Durch die Abkühlung des feuchten Fördermediums wird gleichzeitig auch das Volumen des ursprünglich dampfförmigen Fördermediums während der Kondensation auf eine Bruchteil des ursprünglichen Volumens reduziert. Durch diese Volumenreduktion im Bereich der Fördereinrichtung entsteht ein Kondensationspumpeffekt, welcher die Förderleistung der Fördereinrichtung 1 unterstützt. Da der im Fördermedium enthaltene Wasserdampf im Bereich der Förderpumpe 2 gekühlt und in seinen flüssigen Aggregatzustand überführt wird, hat die Förderpumpe nur ein geringeres Volumen des Fördermediums abzupumpen, wodurch sich die erforderliche Pump-Betriebszeit wesentlich verkürzt. Die zur Abkühlung des Fördermediums im Bereich des Förderraums 7 erforderliche Kühlung der Förderpumpe 2 bewirkt gleichzeitig auch einen kühlen Lauf der Fördereinrichtung 1, was eine lange Lebensdauer der Förderpumpe und lange Service-Intervalle begünstigt.
Um ein Verkleben des Saugventiles 11 und des Auslaßventiles 13 durch die im Fördermedium enthaltenen Flüssigkeitströpfchen zu vermeiden und um die einer raschen Evakuierung entgegenstehende Ansammlung der Flüssigkeit in eventuellen Toträumen der Förderpumpe 2 zu verhindern, wird der Förderraum 7 während des Betriebes der Förderpumpe 2 in Zeitintervallen stoßweise belüftet. Dabei können die Zeitintervalle in Abhängigkeit von den in der zu evakuierenden (Dampfsterilisations-)Kammer erreichten Druckstufen und/oder den Kondensationszeiten gesteuert werden.
Die Membranpumpe 2 hat dazu eine Belüftungseinrichtung 15 mit einem Belüftungskanal 16, der im Bereich des Förderraums mündet. In den Belüftungskanal 16 ist ein Belüftungsventil 17 zwischengeschaltet, welches mit einer Steuereinrichtung in Steuerverbindung steht. Um die Belüftungseinrichtung 15 in festgelegten oder vorwählbaren Zeitabständen betätigen zu können, weist die Steuereinrichtung eine Schaltuhr oder dergleichen Zeitglied auf. Zusätzlich oder stattdessen kann die Steuereinrichtung auch mit einem beispielsweise in der Dampfsterilisationskammer eines Autoklaven befindlichen Drucksensor verbunden sein, wenn das Belüftungsventil 17 in Abhängigkeit vorgegebener Druckstufen in der zu evakuierenden Kammer betätigt werden soll. Durch das stoßweise Belüften des Förderraums 7 werden die im Förderraum 7 eventuell verbliebenen Flüssigkeitströpfchen aus der Fördereinrichtung 1 ausgeblasen. Das Belüften des Förderraums 7 kann während des Betriebes der Förderpumpe 2 mehrmals zeitlich versetzt beispielsweise nach bestimmten Kondensationszeiten oder Druckstufen erfolgen. Da mittels der Belüftungseinrichtung 15 eine schnelle und zielgerichtete Pumpentrockung zu Erreichen ist, kann die im Fördermedium enthaltene Feuchtigkeit kondensiert, der Förderraum gekühlt und dementsprechend auf ein energiezehrendes Aufheizen des Pumpenkopfes 4 verzichtet werden.
Wie Fig. 1 zeigt, ist der Förderraum 7 mit dem Saugventil 11 über einen Saugkanal 18 verbunden. Um den Förderraum 7 möglichst vollständig ausblasen zu können, mündet der Belüftungskanal 16 der Belüftungseinrichtung 15 in Strömungsrichtung des Pumpeneinlasses 10 unmittelbar hinter dem Saugventil 11 im Saugkanal 18.
Beim Belüften des Förderraums 7 schließt das Saugventil 11 der Membranpumpe 2 schlagartig. Damit kann das Belüftungs- bzw. Trockungsgas nur eine Richtung nehmen und von der Pumpeneinlaßseite über den Förderraum 7 zur Pumpenauslaßseite strömen. Das Betätigen der Belüftungseinrichtung 15 bewirkt, daß in der Förderpumpe 2 eine zielgerichtete Strömung mit sehr hoher Strömungsgeschwindigkeit aufgebaut wird, welche die im Förderraum 7 verbliebenen Flüssigkeitströpfchen mitreißt. Die im gasförmigen Fördermedium enthaltene Flüssigkeit wird nach ihrer Kondensation im Pumpenkopf 4 durch ein- oder mehrmaliges Takten der Belüftungseinrichtung 15 gezielt aus der Förderpumpe 2 gefördert. Wird die Fördereinrichtung 1 beispielsweise zum Evakuieren der Dampfsterilisationskammer eines Autoklaven oder eines Vakuumtrockenschrankes genutzt, kann die Evakuierungszeit mit Hilfe der Belüftungseinrichtung 15 wesentlich verkürzt und das Endvakuum verbessert werden.
Das Belüftungsventil 17, das auch als manuell betätigbares Ventil ausgebildet sein kann, ist hier als elektromagnetisches Ventil ausgebildet und direkt in den Zwischendeckel 8 integriert. Dieser Zwischendeckel 8 ist als Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet, das sich durch eine sehr glatte, flüssigkeitsabweisende Oberfläche auszeichnet.
Da der aus Kunststoff kostengünstig hergestellte Zwischendeckel 8 einen sehr schlechten Wärmeleiter bildet, kann er als wirksame Wärmeisolierung zwischen Pumpengehäuse 5 und Abschlußdeckel 9 wirken. Die im gasförmigen Fördermedium enthaltene Feuchtigkeit kann in dem im Vergleich zum gekühlten Abschlußdeckel 9 kühleren Zwischendeckel 8 gut kondensieren.
Im Bereich des zwangsgekühlten Abschlußdeckels 9 wird demgegenüber ein intensiver Wärmeaustausch gewünscht, um die freiwerdende Kondensationswärme schnell abführen und den Pumpenkopf kühlen zu können. Der Abschlußdeckel 9 ist daher als Druckgußteil vorzugsweise aus Aluminium hergestellt. In dieses Aluminium-Druckgußteil sind die für das Fördermedium vorgesehenen Gasströmungskanäle sacklochfrei eingeformt. Damit werden Taschen und andere Toträume weitgehend vermieden, die ansonsten beim nachträglichen Ausbohren solcher Kanäle entstehen und in denen sich die Flüssigkeit ansammeln kann. Um ein Anhaften der Feuchtigkeit im Pumpeneinlaß und Pumpenauslaß zu verhindern, hat der Pumpenkopf 4 auch im Bereich seines Abschlußdeckels 9 nicht-metallische Strömungsoberflächen. Diese Strömungsoberflächen werden im Bereich des als Aluminium-Druckgußteil ausgebildeten Abschlußdeckels 9 durch eine Kunststoffbeschichtung, insbesondere eine Teflonbeschichtung, gebildet.
Wie Figur 2 zeigt, kann die in Figur 1 dargestellte Förderpumpe 2 auch Teil einer mehrstufigen Fördereinrichtung 100 sein. In der zweistufigen und aus den Membranpumpen 2, 2' gebildeten Fördereinrichtung 100 ist die die Belüftungseinrichtung 15 aufweisende Membranpumpe 2 als erste Pumpenstufe vorgesehen, deren Pumpenauslaß 12 über einen rohrförmigen Kanalabschnitt 19 mit dem Pumpeneinlaß 10 der Membranpumpe 2' verbunden ist. Dieser Kanalabschnitt 19 ist mit seinen Stirnenden in Verbindungsöffnungen 20 der Pumpen 2, 2' gehalten, wobei diese Stirnenden des Kanalabschnittes 19 jeweils mit dem benachbarten Teilbereich der Strömungsführung mittels eines Dichtringes 21 fugen- und übergangslos verbunden ist. Auch im Kanalabschnitt 19 der zweistufigen Fördereinrichtung 100 ist der Kanalquerschnitt des Strömungskanals so klein gewählt, daß ein atmosphärischer Volumenstrom der mit der Belüftungseinrichtung 15 ausgestatteten Förderpumpe 2 eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit größer 10 m/Sec. erzeugt.
In den hier dargestellten Fördereinrichtungen 1, 100 werden die Pumpenköpfe 4 der Förderpumpen 2, 2' derart gekühlt, daß die im gasförmigen Fördermedium enthaltene Feuchtigkeit kondensieren kann. Die Kondensation wird durch'eine beispielsweise als Luftund/oder Wasserkühlung ausgebildete Zwangskühlung der Pumpenköpfe 4 erreicht. Durch strömungsoptimierte und beschichtete Strömungsführungen wird das Kondensat in den Fördereinrichtungen 1, 100 haftungsfrei transportiert. Durch die Kondensation erfolgt eine drastische Volumenverkleinerung, womit sich schnelle Pumpzeiten und hohe Pumpleistungen erzielen lassen. Mit Hilfe der in den Förderpumpen 2 vorgesehenen Belüftungseinrichtung 15 kann eine schnelle und zielgerichtete Trocknung der Fördereinrichtungen 1, 100 erreicht werden, wodurch eine Verkürzung der Evakuierungszeit noch zusätzlich begünstigt und das erreichbare Endvakuum maßgeblich reduziert werden kann. Da der Belüftungskanal 16 der Belüftungseinrichtung 15 im Förderraum 7 der Förderpumpe 2 mündet, kann das in Abhängigkeit von dem im Förderraum vorherrschenden Druck arbeitende Saugventil 11 gleichzeitig auch als Rückschlagventil wirken, wodurch ein zielgerichtetes Trocknen der Fördereinrichtungen 1, 100 erreicht wird.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Fördern feuchter Gase mittels einer Fördereinrichtung (1, 100), die zumindest eine Förderpumpe (2, 2') mit einem in einem Förderraum (7) oszillierenden Verdränger (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderraum (7) wenigstens einer Förderpumpe (2) während des Betriebs der Fördereinrichtung (1, 100) bedarfsweise und unabhängig von der Hubstellung des Verdrängers einmal oder in Zeitintervallen mehrmals stoßweise belüftet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe(n) (2, 2') im Bereich ihres Pumpenkopfes (4) zwangsgekühlt wird (werden).
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe(n) (2, 2') im Bereich ihres Pumpenkopfes (4) unter die bei gegebenem Evakuierungsdruck vorhandene Verdampfungs- oder Siedetemperatur abgekühlt wird (werden).
  4. Fördereinrichtung (1, 100), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach eines der Ansprüche 1 bis 3, mit zumindest einer Förderpumpe (2, 2'), die einen in einem Förderraum (7) oszillierenden Verdränger (3) aufweist und deren Förderraum (7) einen Einlaß (10) mit zumindest einem Saugventil (11) und einen Auslaß (12) mit wenigstens einem Auslaßventil (13) hat, wobei mindestens eine Förderpumpe der Fördereinrichtung eine Belüftungseinrichtung (15) mit einem Belüftungskanal (16) hat, der im Bereich des Förderraums (7) mündet, und wobei in dem Belüftungskanal (16) ein Belüftungsventil (17) zwischengeschaltet ist, das bedarfsweise und unabhängig von der Hubstellung des Verdrängers betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungsventil (17) der zum Fördern feuchter Gase bestimmten Fördereinrichtung mit einer Steuereinrichtung in Steuerverbindung steht, und daß die Steuereinrichtung ein Zeitglied und/oder einen Drucksensor hat, zum einmaligen oder mehrmaligen stoßweisen Betätigen des Belüftungsventils in Abhängigkeit von der Kondensationszeit und/oder in Abhängigkeit vorgegebener Druckstufen in einer mittels der Fördereinrichtung (1, 100) zu evakuierenden Kammer.
  5. Fördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderraum (7) mit dem Saugventil (11) über einen Saugkanal (18) verbunden ist und daß der Belüftungskanal (16) in den Saugkanal vorzugsweise unmittelbar im Bereich des Saugventils (11) mündet.
  6. Fördereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Saug- und/oder Auslaßventile (11, 13)' zumindest der die Belüftungseinrichtung (15) aufweisenden Förderpumpe (2) in Abhängigkeit von dem im Förderraum (7) vorherrschenden Druck betätigbar sind.
  7. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Belüftungseinrichtung (15) aufweisende Förderpumpe (2) die erste Pumpstufe einer mehrstufigen Fördereinrichtung (100) bildet.
  8. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (1, 100) Strömungskanäle hat, deren Kanalquerschnitt so gewählt ist, daß ein atmosphärischer Volumenstrom der Fördereinrichtung (2) eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit größer 10 m/Sec. erzeugt.
  9. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (1, 100) zumindest bereichsweise, vorzugsweise mindestens im Bereich des Pumpenkopfes (4) der Förderpumpe (n) (2,2') nicht-metallische Strömungsoberflächen hat.
  10. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsoberflächen der Fördereinrichtung (1, 100) zumindest in einem Teilabschnitt eine Kunststoffbeschichtung, vorzugsweise eine Teflonbeschichtung, aufweisen.
  11. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkopf (4) der Förderpumpe(n) (2, 2') zumindest im Bereich eines Abschlußdeckels (9) als Druckgußteil vorzugsweise mit eingeformten sacklochfreien Strömungskanälen ausgebildet ist.
  12. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkopf (4) der Förderpumpe(n) (2, 2') zwangsgekühlt ist, und daß am Pumpenkopf (4) der Förderpumpe(n) (2, 2') außenseitig vorzugsweise Kühlrippen für eine Luft-Zwangskühlung vorgesehen sind.
  13. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpenkopf (4) und einem Kurbelgehäuse (5) der Förderpumpe(n) (2, 2') ein Zwischendeckel (8) angeordnet ist, in welchem die zwischen dem Förderraum (7) und den Ventilen (11, 13) vorgesehenen Strömungskanäle angeordnet sind, und daß der Zwischendeckel (8) vorzugsweise als Kunststoffteil ausgebildet ist.
  14. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe(n) (2, 2') der Fördereinrichtung (1, 100), insbesondere die die Belüftungseinrichtung (15) aufweisende Förderpumpe (2), als Hubkolbenpumpe oder vorzugsweise als Membranpumpe ausgebildet ist.
  15. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (100) eine Strömungsführung mit zumindest einem rohrförmigen Kanalabschnitt (19) aufweist und daß dieser Kanalabschnitt (19) stirnendseitig mit einem benachbarten Teilbereich der Strömungsführung mittels eines Dichtringes (21) aus elastischem Material im wesentlichen fugenlos verbunden ist.
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