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Vertikale Diffusions-Vakuumpumpe Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe
und bezieht sich auf eine senkrechte Diffusionspumpe der stufenweise arbeitenden
Art. Eine Pumpentype. die gewöhnlich für die Erzeugung eines hohen Vakuums verwendet
wird, ist die senkrechte, konzentrische Diffusionspumpe. Diese Pumpe ist dadurch
gekennzeichnet, daß sie ein im allgemeinen zylindrisches, senkrechtes Pumpengehäuse
mit einer Mehrzahl konzentrischer Dampfabzüge aufweist, die im Pumpengehäuse, und
zwar im allgemeinen konzentrisch zu ihm, angeordnet sind. Die Dampfabzüge sind fest
miteinander verbunden, sitzen mit ihren unteren Enden auf dem Boden des Pumpengehäuses
auf und bilden auf diese Weise eine lfehrzahl konzentrisch angeordneter Verdampferabteile.
Die Dampfabzüge laufen nach oben in Düsen aus, aus denen die Pumpendämpfe heraustreten,
um ihre Pumpwirkung im Pumpengehäuse hervorzubringen. Die Verdampferabteile sind
in Serie durch eine Öffnung am unteren Ende jedes Abzuges untereinander verbunden,
so daß die Pumpenflüssigkeit der Reihe nach durch die einzelnen Abteile fließt und
so fraktioniert wird, daß die niedrigsten Dampfdruckkomponenten ihre Pumpwirkung
von der Düse aus ausüben, die dem Hochv akuumeinlaß zunächst liegt, und die höheren
Dampfdruckkomponenten ihre Pumpwirkung von den Düsen aus ausüben, die näher am Hochdruckauslaß
der Pumpe liegen. Derartige Pumpen sind bekannt und beispielsweise in den amerikanischen
Patentschriften 2 112 037, :2:2o6 093 und 2 211 32g beschrieben worden.
Um
die äußerste Wirksamkeit solcher Pumpen zu erreichen, ist es erforderlich, daß die
verschiedenen Verdampferabtei.le isoliert sind, 'mit Ausnahme eines einzigen.F lüssi.gkeitsdurchganges,
der vorzugsweise gewunden ist,- wodurch die Pumpenflüssigkeit während ihres Durchganges
fraktioniert werden kann. So bringt das Durchsickern von einem Verdampferabteil
zum anderen unter den unteren Enden der Abzüge infolge Unebenheiten des Gehäusebodens
oder infolge geringer Unterschiede der unteren Ränder der Abzüge Hochdampf druckpartikel
in Bereiche, in denen nur Niederdruckdampfpartikel verdampft werden sollten. Daraus
ergibt sich eine Ungleichmäßigkeit der Wirkung :der Pumpe sowohl hinsichtlich des
schließlich erreichten Vakuums als auch der Pumpgeschwindigkeit.
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Es sind schon verschiedene Auswege vorgeschlagen worden, um das Problem
des Durchsickerns zu lösen. Die Abzüge können am Boden des Pumpengehäuses angeschweißt
werden, aber eine derartige Pumpe kann zum Reinigen oder Instandsetzen nicht zerlegt
werden. Man hat auch schon Prallwände am Boden :des Pumpengehäuses angeschweißt,
in die man die Dampfabzüge hineinsetzte. Dies ist jedoch eine teure und zeitraubende
Arbeit, und dazu läßt sich eine solche Pumpe schlecht reinigen. Der Gehäuseboden
und die Enden der Abzüge wurden auch schon. sorgfältig maschinell bearbeitet und
die konzentrischen Abzüge sorgfältig in genauer Aneinanderreihung miteinander verbunden,
um ein dichtes Aneinanderpassen des Gehäusebodens und :der unteren Enden aller Abzüge
sicherzustellen. Dies ist aber ebenfalls ein teurer Ausweg, und das auf .diese Weise
hergestellte Gerät wird bei jeder leichten Verwerfung seiner Teile beeinträchtigt.
Man hat auch schon Auskehlungen im Gehäuseboden zur Aufnahme der Abzugsenden eingearbeitet.
Dies ist aber ebenfalls ein teures Verfahren, und die Pumpenflüssigkeit neigt dazu,
in den Auskehlungen, die nur schwer zu reinigen sind, Rückstände zu hinterlassen.
Die Abzüge sind auch abgedeckt worden, was zwar das Durchsickern wirksam verhindert,
aber das Reinigen der Abzüge schwieriger gestaltet.
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" Es ist daher .der Zweck der Erfindung, eine verbesserte senkrechte
Stufendiffusionspumpe zu schaffen, neue und wirksame Mittel vorzusehen, um das Durchsickern
der Pumpenflüssigkeit in einer senkrechten Diffusionspumpe auf ein Minimum zu beschränken,
eine einfache Diffusionspumpe zu schaffen, die sich leicht zusammensetzen und zerlegen
läßt und mit der sich bessere Arbeitsergebnisse erzielen lassen, ,das äußerst erreichbare
Vakuum und die Pumpgeschwindigkeit einer herkömmlichen, Diffusionspumpe zu erhöhen,
ohne daß es notwendig ist, grundlegende Änderungen im Aufbau vorzunehmen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Vakuumpumpe
gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. i eine teilweise geschnittene
Ansicht einer senkrechten Diffusionspumpe und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie
2-2 der Fig. i.
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Die dargestellte Pumpe gemäß der Erfindung ist eine senkrechte Diffusionspumpe
und besteht aus einem im allgemeinen zylindrischen Pumpengehäuse ro, in dem im allgemeinen
konzentrisch Dampfabzüge 11, 12 und 13 angeordnet sind, die mit ihren unteren Enden
auf dem Boden 1q. des Gehäuses io ruhen und konzentrische Verdampferabteile 15,
16, und 17 bilden, und aus nachstehend eingehender beschriebenen Mitteln, die das
Durchsickern der Pumpenflüssigkeit zwischen den Verdampferabteilen verhüten.
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Das Pumpengehäuse ist mit einem angeflanschten Hochvakuumeinlaß i8,
der an das zu evakuierende System angeschlossen werden kann, und mit einem angeflanschten
Hochdruckauslaß i9 versehen, der mit einer Hilfspumpe verbunden werden kann. Ein
Heizkörper 2o ist am Boden iq. des Gehäuses io befestigt. Die Dampfabzüge 11, 12
und 13 laufen nach oben in Düsen aus, von denen eine bei 2i dargestellt ist. Die
Abzüge 11, 12 und 13 werden durch Abstandsklammern 22,:22, starr in Abständen voneinander
gehalten.
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Jeder Abzug ist einmal an. seinem unteren Ende ausgeschnitten, wobei
die Ausschnitte 23, 23 versetzt angeordnet sind, so daß der Ausschnitt in einem
Abzug ungefähr um i8o° gegenüber den Ausschnitten in den nächsten, angrenzenden
Abzügen versetzt ist.
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Die Mittel. zur Herabsetzung des Durchsickerns zwischen den Verdampferabteilen
auf ein Mindestmaß bestehen aus Überflutungsringen 24., 25 und 26, die mit den Abzügen
i i, 12 und 13 zusammenwirken. Jeder Ring ist dicht benachbart am unteren Ende eines
der Abzüge und im allgemeinen konzentrisch zu ihm angeordnet und in genügendem Maße
größer oder kleiner als der angrenzende Abzug, damit sich der Ring in senkrechter
Richtung im Abzug bewegen kann. Vorzugsweise weisen die Ringe einen solchen Durchmesser
auf, daß sie nicht in Umfangsberührung mit den Abzügen treten. Jeder Ring ist mit
einem einzelnen Ausschnitt 27 an seinem unteren Ende versehen, der sich vorzugsweise
in einer geraden Linie mit dem Ausschnitt 23 des dicht angrenzenden Abzuges befindet,
um der Pumpenflüssigkeit einen freien Durchgang durch die Verdampferabteile zu ermöglichen.
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Die Ringe 24., 25 und 26 erstrecken sich aufwärts längs der Abzüge
ii, i2 und 13 bis zu einer Höhe, die über dem normalen Spiegel der Pumpenflüssigkeit
in den Verdampferabteilen 15, 16 und 17 liegt. Jeder Ring ist so eingebaut, daß
seine untere Kante auf dem Boden i¢ des Gehäuses io ruht, jedoch sind seine Befestigungsmittel
so beschaffen, daß dem Ring eine Verschiebung in der Senkrechten gegenüber dem zugeordneten
Abzug möglich ist. Bei der bevorzugten, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform
wird dies durch einen in jedem Abzug vorgesehenen Bolzen 28 ermöglicht, der in eine
Öffnung 29 jedes Ringes eingreift. Die öffnungen
29 sind wesentlich
höher als der Durchmesser der Bolzen 28.
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Auf diese Weise sind bei der Pumpe gemäß der Erfindung die Dampfabzüge
starr aneinander befestigt, während die Ringe für eine Verstellung in der Senkrechten
gegenüber den Abzügen nur lose an den Abzügen befestigt sind. Die aus Abzügen und
Ringen bestehende Einheit kann als Ganzes in das Gehäuse eingesetzt oder aus diesem
herausgenommen werden. Die starre Befestigung der Abzüge gegeneinander gewährleistet
jederzeit einwandfreie Abstände an den Düsen 2i. Die Ringe, die sich frei bewegen
können, können leicht unter die Enden des einen oder anderen der Abzüge heruntergehen,
wenn der Boden des Pumpengehäuses nicht vollständig flach ist oder wenn die Abzüge
nicht alle genau die gleiche Länge haben, um den Gehäuseboden berühren zu können.
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Wenn sich während des Gebrauches der Gehäuseboden leicht wirft, stellen
sich die Ringe selbsttätig auf die Unregelmäßigkeiten des Gehäusebodens ein.
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Es wurde festgestellt, daß die Überflutungsringe das unerwünschte
Durchsickernder Pumpenflüssigkeit unter den Enden der Abzüge beträchtlich verringern.
Die Notwendigkeit, den Gehäuseboden und die unteren Enden der Abzüge zu bearbeiten,
oder andere teure und zeitraubende Auswege werden vermieden. Die Wirksamkeit der
Ringe bei .der Verringerung des Durchsickerns drückt sich in besseren Leistungsergebnissen
aus, die an der Erreichung eines höheren Vakuums und an einer gesteigerten Pumpgeschwindigkeit
erkennbar sind.
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Die Erfindung umfaßt nicht nur das beschriebene Anwendungsbeispiel,
sondern auch alle Abänderungen und Äquivalente, die in ihrem Rahmen liegen.