DE967686C

DE967686C - Fractionating oil diffusion pump

Info

Publication number: DE967686C
Application number: DEH18062A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Bock
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1953-10-22
Filing date: 1953-10-22
Publication date: 1957-12-05

Description

Fraktionierende Uldiffusionspumpe Bei fraktionierenden Oldiffusionspumpen sind im allgemeinen in einem stehenden zylindrischen Gehäuse aus Metall die am oberen Ende in Umkehrdüsen mündenden Dampfführungsrohre zentrisch ineinander angeordnet und ragen mit ihrem unteren Ende in den am Boden des Gehäuses liegenden, beispielsweise durch eine eingelegte Heizschlange heizbaren Treibmittelsumpf, wobei aber die abgeteilten Volumina des flüssigen Treibmittels untereinander kommunizieren.Fractionating Uldiffusion Pump With fractional oil diffusion pumps are generally those at the top in a standing cylindrical metal housing End of steam guide tubes opening into reversing nozzles arranged centrally one inside the other and protrude with their lower end in the lying on the bottom of the housing, for example Propellant sump, which can be heated by an inserted heating coil, but the divided Communicate volumes of the liquid propellant with each other.

Es war bekannt, daß durch das Eintauchen.der Dampfführungsrohre in den Treihinittelsumpf auch eine Aufteilung der den einzelnen Diffusionsräumen zugeleiteten Dampfmengen erfolgt, so dalj man bei einer entsprechenden Formgebung der unteren Enden der Dampfführungsrohre, beispielsweise durch das Ausmaß der trichterförmigen Erweiterung, wie aus der Abbildung ersichtlich, das Verhältnis der Dampfmengen für die einzelnen Diffusionsräume steuern und somit die Pumpcharakteristik ganz erheblich beeinflussen kann.It was known that the immersion of the steam guide tubes in the central sump also divides the individual diffusion spaces Amount of steam takes place, so that one with a corresponding shaping of the lower Ends of the steam guide tubes, for example by the size of the funnel-shaped Extension, as can be seen from the figure, the ratio of the steam quantities for control the individual diffusion spaces and thus the pump characteristics quite considerably can affect.

Weiterhin ist bekanntgeworden, einen Teil des Treibmittels als Ölbad für alle Siederäume der Pumpe zu benutzen.. Dabei wurde auch das in seiner Tiefe gering bemessene Ölbad auf die inneren. Fraktion.ierungsstufen,für die hochvakuumseitigen Düsen beschränkt, so daß der vorvakuumseitigen Stufe zusätzlich die ganze unter dem Trennblech im Ölbad erzeugte Dampfmenge zugeführt wurde.It has also become known that part of the propellant is used as an oil bath to use for all boiling areas of the pump .. This was also in its depth small sized oil bath on the inner. Fractionation stages, for the high vacuum side Nozzles restricted, so that the fore-vacuum-side stage also includes the whole under the amount of steam generated in the oil bath was supplied to the partition.

Die vorliegende Erfindung hat nun die bisher der Beachtung entgangene überlegung zum Ausgangspunkt, daß die Dampfblasen des Treibmittels nicht nur an der Oberfläche und am Boden, sondern auch im Innern des Treibmittelsumpfes entstehen. Da über den Dampfblasen, die am Boden oder im Treibmittel entstehen, der Druck des darüber befindlichen Treibmittels lastet, haben sie einen höheren Dampfdruck. Sie enthalten daher noch leichter flüchtige Komponenten des Treibmittels, welche an sich den vorvakuumseitigen Düsen zugeleitet werden sollen. Es ergab sich aus dieser Erkenntnis die Aufgabe, das Verhältnis der den einzelnen hintereinandergeschalteten Diffusionsdüsen zuströmenden Dampfmenge zur Erzielung optimaler Saugleistung zu steuern, und zwar unter Vermeidung eines Austausches des Düsensatzes mit den Dampfführungsrohren und besonderer baulicher Veränderungen in der Pumpe.The present invention has now been neglected Consideration to the starting point that the vapor bubbles of the propellant not only on the surface and on the bottom, but also inside the propellant sump develop. Since over the vapor bubbles that arise on the ground or in the propellant, the pressure of the propellant located above is on, they have a higher pressure Vapor pressure. They therefore contain more volatile components of the propellant, which are to be fed to the nozzles on the fore-vacuum side. It happened from this knowledge the task, the relationship between the individual ones connected in series Diffusion nozzles to the inflowing amount of steam to achieve optimal suction power control, avoiding an exchange of the nozzle set with the steam guide tubes and special structural changes in the pump.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, eine Führungsfläche für die -aufsteigenden Blasen im Innern des Treibmittelsumpfes derart anzuordnen, daß sie die Form eines konvex zum Boden des Treibmittelsumpfes durchgebogenen, kalottenförmigen, mehrfach durchbrochenen Bleches besitzt.To solve this problem, it is proposed to use a guide surface for the rising bubbles to be arranged inside the propellant sump in such a way that that they have the shape of a convex to the bottom of the propellant sump bent, dome-shaped, has multiple perforated sheet metal.

Ein solches Blech hat die Wirkung, daß die in den mittleren Zonen und im Innern des Treibmitte1-sumpfes bei Erreichen des Siedepunktes sich entwickelnden Dampfblasen wegen ihres Auftriebs an seiner Oberfläche radial nach außen abgleiten und somit ein großer Teil der im Innern des Treibmittelsumpfes entstehenden Dämpfe nicht zu den hochvakuumseitigen, sondern den vorvakuumseitigen Düsensystemen gelangt, was sich auf Grund von Erfahrungen als günstig erwiesen hat, aber noch ein genügender Anteil durch die, auf den Führungsflächen vorhandenen Öffnungen den Diffusionsstufen zugeleitet wird.Such a sheet has the effect that those in the central zones and in the interior of the propellant sump when the boiling point is reached Because of their buoyancy, vapor bubbles slide radially outward on its surface and thus a large part of the vapors generated inside the propellant sump does not reach the high vacuum side, but the fore-vacuum side nozzle systems, which has proven to be favorable on the basis of experience, but still a sufficient one Share through the openings on the guide surfaces of the diffusion stages is forwarded.

Das Führungsblech für die Dampfblasen läßt sich jedoch auch so formen, daß eine beliebige Düse bzw. eine beliebige Diffusionsstufe in besonders starkem Maße mit Treibmitteldampf versorgt wird.The guide plate for the steam bubbles can, however, also be shaped that any nozzle or any diffusion stage is particularly strong Dimensions is supplied with propellant vapor.

Es empfiehlt sich, in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in der Mitte des Führungsbleches einen größeren, etwa kreisförmigen Bezirk freizulassen, damit die bei dem fraktionierenden Betrieb dort sich ansammelnden, schwer flüchtigen Komponenten des Treibmittels bei ihrer Verdampfung unmittelbar in das hochvakuumseitige Dampf -führungsrohr gelangen können. Die Dampfblasen der leichter flüchtigen Komponenten hingegen, welche auf dem Strömungsweg zum Rande des Siedesumpfes sich bilden, werden jedoch gerade durch das Dampfführungsblech vor dem Eindringen in die hochvakuumseitige Düse gehindert.It is recommended in a further embodiment of the invention in the To leave a larger, roughly circular area free in the middle of the guide plate, so that the hardly volatile that accumulate there in the fractionating operation Components of the propellant as they evaporate directly into the high vacuum side Steam guide pipe can get. The vapor bubbles of the more volatile components on the other hand, which are formed on the flow path to the edge of the boiling sump but just through the steam guide plate before penetrating into the high vacuum side Nozzle obstructed.

Mittels eines Satzes verschieden gestalteter Führungsbleche für eine einzige Pumpe und für einen einzigen Düsensatz kann man auf Grund der Erfindung ganz verschiedenartige Abläufe des Evakuierungsprozesses erzielen. Mittels einer Weitergestaltung des Führungsbleches läßt sich sogar während des Betriebs. der Pumpe die Pumpcharakteristik verändern, beispielsweise durch bauliche Maßnahmen, die ein Heben oder Senken seiner Lage im Treibmittelsumpf oder die Verteilung und die Größe der Durchtrittsöffnungen auf seiner Fläche zu verändern gestatten. Zu letzterem ist es nur erforderlich, zwei dünne strahlenförmig durchbröchene Führungsbleche aufeinanderzulegen und sie gegeneinander drehbar zu gestalten, wodurch die Größe der resultierenden Durchtrittsöffnungen in erheblichem Maße geändert werden kann, sogar ein vollkommenes Sperren möglich ist, in welchem Falle alle von unten hochsteigenden Dampfblasen dem vorvakuumseitigen Düsensystem zugeleitet werden.By means of a set of differently designed guide plates for a single pump and for a single set of nozzles can be based on the invention achieve very different sequences of the evacuation process. By means of a Further design of the guide plate can even be done during operation. the pump change the pump characteristics, for example through structural measures that a Raising or lowering its position in the propellant sump or the distribution and size allow the passage openings to change on its surface. To the latter it is only necessary to use two thin, radially perforated guide plates on top of each other and to make them rotatable against each other, thereby increasing the size the resulting passage openings can be changed to a considerable extent, even a complete blocking is possible, in which case all ascending from below Steam bubbles are fed to the nozzle system on the fore-vacuum side.

In der Abbildung ist eine dreistufige fraktionierende öldiffusionspumpe mit einem am Boden des Siedesumpfes 2 angeordneten gelochten Führungsblech i gezeigt. Die Beheizung des Siedesumpfes erfolgt mittels der Heizsdhlange 3. Die Wandungen der Dampfführungsröhre ¢, 5 und 6 erweitern sich trichterförmig und ragen in den Treibmittelsumpf.In the picture is a three stage fractional oil diffusion pump shown with a perforated guide plate i arranged at the bottom of the boiling sump 2. The boiling sump is heated by means of the Heizsdhlange 3. The walls of the steam guide tube ¢, 5 and 6 expand like a funnel and protrude into the Propellant sump.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fractionating oil diffusion pump in which the im Inside the propellant sump a guide surface for the rising vapor bubbles is arranged, characterized in that the guide surface has the shape of a convex to the bottom of the propellant sump, curved, dome-shaped, perforated several times Sheet (i) possesses.

2. Fractionating oil diffusion pump according to claim i, characterized characterized in that in the middle of the guide plate a larger, approximately circular District is left free.

3. Fractionating oil diffusion pump according to claim i and. 2, characterized in that the position of the guide plate in the propellant = sump during operation of the pump by raising or lowering it. can be changed. q ..

Fractionating oil diffusion pump according to Claims 1 to 3, characterized in that that the guide surface consists of two overlapping, perforated sheets with such a distribution and size of the passage openings that through mutual rotation of the guide plates in their plane, the resulting passage cross-section for the air bubbles can be changed.

5. Fractionating oil diffusion pump according to claim i to q., Characterized in that the guide plates perforated radially. are: Considered publications: German Patent No. 8o8 14d .; -1SA Patent No. 2,211,329 .