EP1131558B1 - Method for conveying damp gases by means of a conveyor device and conveyor device for carrying out said method - Google Patents
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- 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
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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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Abstract
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.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.
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.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. In order to start this conveyor easily to enable even with already generated negative pressure 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.
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.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.
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.Medical instruments and other medical commodities are sterilized in autoclaves, the one have air-tight lockable sterilization chamber. there the instruments in the sterilization chamber before the sterilization process, a so-called fractionated backing vacuum, in which by repeated Evacuation of the air alternating with the periodic inflow a particularly good air removal from steam, also from narrow spaces Instruments is achieved. During the sterilization process the instruments in the sterilization chamber are under pressure exposed to hot steam. To the instruments after Sterilize quickly and residue-free to dry Sterilization chamber then a so-called Post vacuum creates the drying time of the items to be sterilized shorten and optimize the drying process.
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.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.
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.However, when using conventional diaphragm gas pumps the risk that those occurring when conveying moist gases Liquid droplets for sticking the gas valves and thus for Interruption of the evacuation process. About that in addition, when drilling out the flow channels in End cover of the pump head pockets that are hard to avoid also lead to an accumulation of fluid, causing further evacuation is made even more difficult.
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.To achieve evaporation of the water droplets and around you trouble-free operation of the known conveyor systems To ensure the pump heads are specially designed membrane pumps used in steam sterilizers heated to approx. 100 ° C. With the evaporation of the in the production gas However, the liquid contained is a considerable increase in volume of the pumped medium, which leads to an increase the evacuation time. In addition, hot act Pump heads negatively affect the life of the used Membranes, valves, bearings and other components. This negative effects are exacerbated by the already high Ambient temperature intensified in the housing of such Steam sterilizers through steam generation arises.
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.In addition, those required to heat the pump heads are required 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.
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.There is therefore the task of a method and a device of the type mentioned at the beginning, with which a simple and trouble-free conveyance of moist gases is possible without thus an increased use of electrical energy and an increased Wear of the feed pumps used would be connected.
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.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.
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.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.
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.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.
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.In the method according to the invention, 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. This is a preferred further development according to the invention before that the feed pump in the area of their delivery space under the evaporation or existing at a given evacuation pressure Boiling temperature is cooled. By cooling the damp The medium is also the volume of the original vaporous medium during the condensation on Fraction of the original volume reduced. Through this Volume reduction occurs in the area of the conveyor Condensation pump effect, which increases the delivery rate of the Conveyor determines or at least supports. Since the Feed pump under the existing at a given evacuation pressure Evaporation or boiling temperature is cooled, a Regasification of the already condensed medium in the area the feed pump is definitely excluded. 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.
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.The ventilation of the delivery chamber according to the inventive method can also be done manually. However, to the effort and the 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.
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.Around the liquid droplets that may remain in the feed pump Blow out from all areas of the delivery room if possible to be able to see a preferred embodiment according to the Invention before that the delivery chamber with the suction valve on a Suction channel is connected and that the ventilation channel in the suction channel preferably opens directly in the area of the suction valve, If the suction and / or outlet valves of the ventilation device having feed pump as usual depending on the pressure prevailing in the delivery chamber can be actuated when opening the ventilation valve and when venting the The suction valve of the feed pump is suddenly closed, which also serves as a check valve acts against the chamber to be evacuated by the pumped medium. This ensures that when the ventilation valve is actuated a targeted flow with a sufficiently high flow velocity is built up to the liquid droplets that have remained in the delivery chamber so far entrain.
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.Since 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.
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. To make a multi-stage conveyor practically complete to be able to ventilate and dry it, it is advantageous if the the feed pump having the ventilation device is the first Pump stage of the multi-stage conveyor forms.
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.It is advantageous if the pump stages of the conveyor are connected via a flow channel, 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.
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.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.
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. To collect even the smallest liquid droplets in the area to complicate the funding area, it is useful if the Pump head of the feed pump (s) at least in the area of a End cover as a die-cast part, preferably with molded blind hole-free flow channels is formed. Because with this Pump design the flow channels in the die-cast part trained pump head are molded, the at Drilling the flow channels so far unavoidable Pockets and blind holes avoided, in which the Could collect liquid.
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.After further training according to the invention of its own It is envisaged that 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.
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.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. Because the 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. In addition, one can Plastic and especially as a plastic injection molded part manufactured intermediate cover can be produced very inexpensively.
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.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.
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.If 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. Thus, also in this Avoiding joints and other dead spaces in the area of flow guidance in which the condensate could otherwise collect.
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.Further features of the invention result from the following Description of exemplary embodiments according to the invention in connection with the claims as well as the drawing. The individual characteristics can be used individually or in groups in one embodiment be realized according to the invention.
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.
- Fig. 1
- a feed pump designed as a diaphragm pump with a ventilation device, the ventilation channel of which opens in the region of the delivery chamber of the pump, and
- Fig. 2
- a two-stage delivery device which has two delivery pumps, of which the first pump stage has a ventilation device.
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 7.1 shows a feed pump in a longitudinal section,
which is designed here as a
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.The pump head 4 of the
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.The
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.To avoid the moisture contained in the gaseous medium
condense, reduce the delivery volume and for example
time required to evacuate a steam sterilization chamber
To keep it as small as possible, the pump head 4 is
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.With the help of this forced cooling, the
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.In order for the
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.For this purpose, the
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
18.1 shows, the delivery chamber 7 with the
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.When venting the delivery chamber 7, the
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.The
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. Because 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
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.In the area of the force-cooled
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. As shown in Figure 2, the feed pump shown in Figure 1 can
2 can also be part of a
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.In the
Claims (15)
- Process for conveying damp gases by means of a conveyor apparatus (1, 100) which comprises at least one feed pump (2, 2') having a displacement device (3) oscillating in a feed chamber (7), characterised in that the feed chamber (7) of at least one feed pump (2) is ventilated spasmodically when necessary, once or a number of times, at intervals of time during the operation of the conveyor (1, 100) and independently of the stroke position of the displacement device.
- Process according to claim 1, characterised in that the feed pump(s) (2, 2') is or are blower-cooled in the region of the pump head (4) thereof.
- Process according to claim 2, characterised in that the feed pump(s) (2, 2') is or are cooled, in the region of the pump head (4) thereof, to below the vaporisation or boiling temperature which prevails at a given evacuation pressure.
- Conveyor (1, 100), particularly for carrying out the process according to one of claims 1 to 3, with at least one feed pump (2, 2') which has a displacement device (3) oscillating in a feed chamber (7) and the feed chamber (7) of which has an inlet (10) with at least one intake valve (11) and an outlet (12) with at least one outlet valve (13), wherein at least one feed pump of the conveyor has a ventilation device (15) with a ventilating channel (16) which opens out in the region of the feed chamber (7), and wherein in the ventilation channel (16) a ventilating valve (17) is interposed which can be actuated as necessary independently of the stroke position of the displacement device, characterised in that the ventilating valve (17) of the conveyor intended to convey damp gases is under the control of a control device to which it is connected, and in that the control device has a timer and/or a pressure sensor, for spasmodically actuating the ventilation valve either once or repeatedly as a function of the condensation time and/or as a function of given pressure stages in a chamber which is to be evacuated by means of the conveyor (1, 100).
- Conveyor according to claim 4, characterised in that the feed chamber (7) is connected to the intake valve (11) via an intake channel (18) and in that the ventilation channel (16) opens into the intake channel, preferably in the immediate vicinity of the intake valve (11) .
- Conveyor according to claim 4 or 5, characterised in that the intake and/or outlet valves (11, 13) of at least the feed pump (2) having the ventilating device (15) can be actuated as a function of the pressure prevailing in the feed chamber (7).
- Conveyor according to one of claims 4 to 6, characterised in that the feed pump (2) comprising the ventilating device (15) forms the first pumping stage of a multi-stage conveyor (100).
- Conveyor according to one of claims 4 to 7, characterised in that the conveyor (1, 100) has flow channels the cross section of. which is designed so that an atmospheric flow volume of the feed device (2) produces an average rate of flow of more than 10 m/sec.
- Conveyor according to one of claims 4 to 8, characterised in that the conveyor (1, 100) has non-metallic flow surfaces at least in certain areas, preferably at least in the region of the pump head (4) of the feed pump(s) (2, 2').
- Conveyor according to one of claims 4 to 9, characterised in that the flow surfaces of the conveyor (1, 100) have a plastic coating, preferably a Teflon coating, at least in a partial area.
- Conveyor according to one of claims 4 to 10, characterised in that the pump head (4) of the feed pump(s) (2, 2') is constructed, at least in the region of a closure cover (9), as a die-cast component, preferably with flow channels free from blind bores formed therein.
- Conveyor according to one of claims 4 to 11, characterised in that the pump head (4) of the feed pump(s) (2, 2') is blower-cooled, and in that cooling fins for forced-air cooling are preferably provided on the outside of the pump head (4) of the feed pump(s) (2, 2').
- Conveyor according to one of claims 4 to 12, characterised in that between the pump head (4) and a crank housing (5) of the feed pump(s) (2, 2'), there is an intermediate cover (8) in which are disposed the flow channels provided between the feed chamber (7) and the valves (11, 13), and in that the intermediate cover (8) is preferably constructed as a plastics component.
- Conveyor according to one of claims 4 to 13, characterised in that the feed pump(s) (2, 2') of the conveyor (1, 100), particularly the feed pump (2) comprising the ventilating device (15), is constructed as a lifting cylinder pump or preferably as a diaphragm pump.
- Conveyor according to one of claims 4 to 14, characterised in that the conveyor (100) has a flow guide with at least one tubular channel portion (19) and in that this channel portion (19) is attached substantially seamlessly at its end to an adjacent part of the flow guide by means of a sealing ring (21) made of elastic material.
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