DE1016889B - Vorrichtung zum Evakuieren einer groesseren Anzahl von Gefaessen mittels derselben Vakuumpumpe - Google Patents

Description

Bei der Entlüftung kleiner Vakuumgefäße, wie Glühlampen, Radioröhren od. dgl., die in. Massenfertigung hergestellt werden, bedient man sich gewöhnlich einer Vorrichtung, von der in etwa gleichem Zeitmaß fertiggepumpte und abgeschlossene Gefäße nacheinander entnommen und an. die ebenso¹ viele neue, noch Luft enthaltende Gefäße angeschlossen werden. Als Pumpen zur Erzeugung des Hochvakuums dienen dabei in den meisten Fällen, rotierende Öl-Luftpumpen, denen noch eine Vorvakuumpumpe vorangeschaltet wird. Die gesamte Vorrichtung wird gewöhnlich als automatische Maschine ausgebildet, bei der die zu entlüftenden Gefäße entweder auf einem umlaufenden Kranz oder auf einem Förderband sitzen und stetig oder absatzweise weitertransportiert, werden. Dabei müssen die voluminösen, und ein. hohes Gewicht besitzenden Vakuumpumpen ortsfest aufgestellt werden. Die Verbindung zu den umlaufenden Maschinenteilen erfolgt dann über ein Schliffplattenpaar, deren ortsfester Teil mit Verbindungsrohren zu den einzelnen. Vakuumpumpen versehen ist, während der umlaufende Teil Verbindungsrohre zu den einzelnen Aufnahmestellen für die zu evakuierenden Gefäße besitzt. Vakuumdichte Schliffplatten sind jedoch kostspielig und schwer absolut vakuumdicht zu halten. Das Dichtungsöl zwischen den. Platten verursacht Verschmutzungen der Rohrleitungen und der zu evakuierenden Gefäße durch zurückströmende Dämpfe. Die zahlreichen langen Rohrleitungen sind wegen der Strömungswiderstände ein. weiterer Nachteil dieser bekannten Ausführung.

Daneben ist es auch schon bekanntgeworden, jedem zu evakuierenden Gefäß eine besondere Vakuumpumpe zuzuordnen, wobei zwar die Schliffplatten fortfallen, dafür aber die Kosten der Vorrichtung wegen der zahlreichen. Vakuumpumpen sehr groß werden und außerdem Schwierigkeiten auftreten,, die zahlreichen mitumlaufenden Pumpen an den beweglichen Maschinenteilen unterzubringen und ihnen, die nötige mechanische oder elektrische Energie zuzuführen.

Vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine größere Anzahl von Gefäßen mittels derselben Vakuumpumpe zu entlüften, wobei die Schliffplatten fortfallen. Sie geht ebenfalls davon aus, daß in etwa gleichem Zeitmaß fertiggepumpte und abgeschlossene Gefäße nacheinander von der Vorrichtung entnommen und ebenso viele neue, noch Luft enthaltende Gefäße angeschlossen werden. Erfmdungsgemäß ist aber eine Vakuumpumpe so· hoher Sauggeschwindigkeit verwendet, die in der Zeit vom Anschließen eines neuen Gefäßes bis zur Abnahme des nächsten fertiggepumpten Gefäßes wieder das gewünschte Endvakuum in diesem erreicht. Durch die Verwendung einer solchen, bisher an automatischen Pumpmaschinen nicht ver-Vorrichtung zum Evakuieren

einer größeren Anzahl von Gefäßen

mittels derselben Vakuumpumpe

Anmelder:

Patent-Treuhand- Gesellschaft

für elektrische Glühlampen m.b.H.,

München 2, Windenmacherstr. 6

Dr. Oskar Herrmann, Heidenheim/Brenz,
ist als Erfinder genannt worden

wendeten Vakuumpumpe fallen die zahlreichen Verbindungsleitungen von der Pumpe zur Schliffplatte und von der Schliffplatte zu den einzelnen Gefäßen fort; ebenso ist die Schliffplatte selbst entbehrlich, und alle damit verbundenen, geschilderten Nachteile sind beseitigt. Der beim Anschließen eines neuen, Luft enthaltenden Gefäßes vorübergehend bewirkte Druckanstieg in den Vakuumleitungen einschließlich der angeschlossenen Gefäße ist um so geringer, je kleiner das Volumen eines einzelnen Gefäßes gegenüber dem insgesamt an die Saugseite der Pumpe angeschlossenen Volumen ist. Demnach kann der Druckanstieg besonders gering gehalten werden, wenn gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung in die Verbindungsleitung zwischen Vakuumpumpe und den Anschlußstutzen der zu evakuierenden, Gefäße ein Va.-kuumsammelraum geschaltet ist. Dieser wird dann zweckmäßig so· groß bemessen, daß der Druck in ihm durch den Anschluß eines neuen, noch Luft enthaltenden Gefäßes nur so weit ansteigt, daß die Vakuumpumpe noch im Druckbereich ihrer größten Saugleistung arbeiten kann. Bei einer derartigen. Ausbildung der Vorrichtung sind demnach überhaupt keinerlei Abschlußorgane zwischen den zu evakuierenden Gefäßen und der Vakuumpumpe erforderlich, abgesehen allenfalls von bei undichten oder fehlenden Gefäßen wirkenden, Lufteinbruchsventilen.

Vakuumpumpen besonders hoher Saugleistung, die im Zusammenwirken mit den vorgeschriebenen Merkmalen der Erfindung ein besonders zuverlässiges und rasches Evakuieren ermöglichen, sind die in letzter Zeit für diesen. Zweck entwickelten Roots-Gebläse. Es kann, allerdings vorteilhaft sein, außer einer solchen Pumpe zur Erzeugung des Hochvakuums noch eine

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Vorvakuumpumpe geringer Saugleistung vorzusehen, mit der vorab eine Evakuierung der Einzelgefäße erfolgt, hauptsächlich, zu dem Zweck, um deren Dichtheit prüfen und mangelhafte Gefäße ausscheiden zu können. Bei Verwendung einer Vorvakuumpumpe wird dann zweckmäßig für diese ebenfalls ein, wenn auch kleiner Vakuunisammelrautn vorgesehen, und man ordnet jedem zu evakuierenden Gefäß Ventile zu, welche dessen wahlweisen Anschluß an den einen oder den anderen Vakuumsammeiraum ermöglichen.

Bei Pumpmaschinen mit an der Peripherie eines umlaufenden Kranzes aufgesetzten Gefäßen bildet man den Kranz zweckmäßig selbst als Sammelraum aus. Die Sammelräume für Vor- und Hochvakuum

zige, verhältnismäßig kleine und leichte Hochvakuumpumpe benötigt wird, ist es leicht möglich, diese Pumpen fest mit den Sammelräumen zu verbinden und mit umlaufen zu lassen.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung in Fig. 1 bis 3 drei Ausführungsbeispiele einer
Pumpmaschine mit umlaufendem Kranz schematisch
im Längsschnitt dargestellt. Von dem ortsfesten Teil
der Pumpmaschine sind nur die Auflager 4 für die 25 spielsweise um Undichtigkeiten festzustellen, Führung des umlaufenden Kranzes 5 gezeigt. Es ist solche Gefäße dann wieder entfernen zu können,, für die Anwendung der Erfindung gleichgültig, ob
dieser Kranz 5 stetig oder absatzweise transportiert
wird. Einzelheiten über diesen Mechanismus sind
deshalb fortgelassen.

Der umlaufende Kranz 5 ist in allen dargestellten Ausführungsbeispielen gleichzeitig als Vakuumsammelraum ausgebildet, d. h., er besitzt ein im Verhältnis zum Volumen der zu entlüftenden Gefäße 6

einer vollen Umdrehung beträgt, ein Gefäß 6 fertig evakuiert und abgeschlossen, so daß es entnommen werden kann. Im gleichen Zeitraum kann dementsprechend ein neues, Luft enthaltendes Gefäß 6 auf-5 gesetzt werden. Dieses wird bei offenem Ventil 11 unmittelbar mit dem Vakuumsammeiraum 5 verbunden, so· daß die in ihm enthaltene Luft zunächst in diesen einströmt. Infolge der Tatsache, daß dieser Sammelraum 5 ein erhebliches Volumen hat, steigt 10 der Druck in diesem aber nur wenig an. Die Pumpe 8 ist für eine Saugleistung ausgelegt, die ermöglicht, den solchermaßen angestiegenen Druck im SamiüeJ-raum 5 in. dem Zeitraum wieder auf das Endvakuum zu bringen, der bis zur Durchschaltung des Kranzes 5 werden dann zweckmäßig axial übereinander ange- 15 um ein Achtundvierzigstel einer ganzen Umdrehung ordnet. Da außer der Vorvakuumpumpe nur eine ein- vergeht. Während des Umlaufens der Gefäße 6 werden, diese und die in ihnen enthaltenen Einbauten ausgeheizt, um Gas- und Wasserdampf reste auszutreiben. Ebenso kann während dieser Zeit eine Getterung vor-20 genommen werden.

Es kann zuweilen empfehlenswert sein, die zu evakuierenden Gefäße 6 nicht gleich zu Anfang mit dem Hochvakuumsammeiraum in Verbindung zu bringen, sondern zunächst mit einer Vorvakuumpumpe, bei-

und Ein

Ausführungsbeispiel für eine zweckmäßige Vorrichtung dieser Art gibt Fig. 2 wieder. Bei dieser besitzt der umlaufende Kranz 5 außer dem Sammelraum für 30 Hochvakuum noch Leitungen 13 für das Vorvakuum oder auch einen kleineren Vorvakuumsammelraum. Dieser ist mit der in vorliegendem Beispiel mitumlauf enden Vorvakuumpumpe 14 verbunden. An die beiden Vakuumsammeiräume 13 und 5 können die Gegroßes Volumen, das beispielsweise das 20- bis 100- 35 fäße 6 wahlweise angeschlossen werden durch Belache des Volumens aller gleichzeitig angeschlossenen tätigen der Ventile 11 bzw. 15, die wechselseitig geGefäße 6 beträgt. öffnet werden. Dies kann selbstverständlich auto-Bei dem Beispiel nach Fig. 1 ist der mit dem matisch beim Umlaufen des Kranzes 5 geschehen. Bei Kranz 5 vereinigte Vakuumsammelraum unmittelbar dem Beispiel nach Fig. 2 wurde angenommen, daß die mit dem Saugstutzen 7 der Vakuumpumpe 8 fest ver- 40 Hochvakuumpumpe 8, zweckmäßig wiederum ein bunden, d.h., die Pumpe läuft mit dem Kranz mit um. Roots-Gebläse, ortsfest aufgestellt ist. Der Saug-Bei Verwendung eines Roots-Gebläses als Vakuum- stutzen 7 dieser Pumpe ist daher drehbar in dem pumpe ist dies leicht möglich, weil das Roots-Gebläse Rohrstutzen 16 des Kranzes 5 gelagert und gegenüber im Gegensatz zu anderen Vakuumpumpen ähnlicher diesem bei 17 gedichtet. Derartige Dichtungen sind Förderleistung ein wesentlich kleineres Volumen und 45 wesentlich einfacher herzustellen und dicht zu halten Gewicht aufweist. Ein solches Roots-Gebläse kann, als die bisher in umlaufenden Pumpmaschinen vereventuell bei mehrstufiger Ausführung, ohne Verwen- wendeten Schliffplattenpaare.

dung einer besonderen Vorvakuumpumpe laufen, je- Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht

doch könnte an den Druckstutzen 9 auch eine Vor- gegenüber dem vorangegangenen nach Fig. 2 noch der vakuumpumpe angeschlossen sein. Diese kann ge- 50 Unterschied, daß auch die Vorvakuumpumpe 14 ortsgebenenfalls mit umlaufen. fest ist (beispielsweise kann sie über der Pump

maschine aufgehängt sein). Die beiden Rohrstutzen 16 und 18, die von den Vakuumsammeiräumen 5 und 13 kommen, sind dementsprechend abdichtend drehbar in 55 den beiden Saugstutzen 7 bzw. 19 der Vakuumpumpen 8 bzw. 14 gelagert.

Sollen die Gefäße 6 im Anschluß an die Entlüftung mit einem Gas gefüllt werden, so kann dies bei einer Vorrichtung nach der Erfindung leicht dadurch ger-

von Glassplittern od. dgl. Sie brauchen nicht absolut 60 schehen, daß in den Anschlußstutzen noch ein weiteres dicht zu schließen, da geringe einströmende Luft- vom Gasvorratsbehälter kommendes Rohr einmündet mengen von der Vakuumpumpe 8 mit hoher Saug- und ebenfalls mit einem Ventil verschließbar ist. Daleistung abgesaugt werden, ohne daß ein merkbarer bei kann die Anordnung wiederum so getroffen wer-Druckanstieg im Vakuumsammeiraum 5 festzustellen den, daß ein gemeinsamer Zuleitungsraum zu sämtist. Diese Ventile 11 können in an sich bekannter 65 liehen Anschluß stutzen vorhanden ist. Weise elektrisch oder pneumatisch betätigt werden. Wie aus allen drei Ausführungsbeispielen zu er-

so daß sie im Bedarfsfalle sich selbst schließen. sehen, besteht die Verbindung zwischen dem Vakuum-

Beim Umlauf des Kranzes 5, der z. B. insgesamt sammelraum und der für alle zu evakuierenden Ge-48 Anschlußstutzen 10 trägt, wird beispielsweise fäße gemeinsamen Vakuumpumpe nur aus einem einimmer nach einer Drehung, die ein Achtundvierzigstel 70 zigen kurzen Rohrstutzen mit beliebig großem Durch-

An der Peripherie des Kranzes 5 sind die Aufnahmestutzen 10 für die zu evakuierenden Gefäße 6 angeordnet, und zwar unter unmittelbarer Verbindung mit dem Vakuumsammeiraum. Die in Fig. 1 noch vorgesehenen Ventile 11 dienen nur zum Verschluß gegenüber der äußeren Atmosphäre im Falle eines undichten, Gefäßes 6 oder bei sonstigen Luftr einbrüchen, ferner als Schutz gegen das Eindringen

messer, der also praktisch keinen Strömungswiderstand für die zu evakuierende Luft bzw. Gase darstellt. Die einzige enge Stelle stellt der unvermeidliche Pumpstengel 20 an den zu evakuierenden Gefäßen selbst dar.

Benutzt man die beschriebene Vorrichtung für die Evakuierung von Glühlampen, bei denen ein Endvakuum um 10~² Torr ausreichend ist, so kann mit Roots-Gebläsen hervorragend rasch das Endvakuum erzielt werden. Dabei ergibt sich als besonderer Vor-

4J£rvöllige Ölfreiheit aller Vakuumräume. Auch iey^akuumpumpe könnte als Roots-Gebläse ausgebildet sein. In diesem Fall ist die bei den bekannten Einrichtungen immer störende Rückströmung von Öldämpfen auch ohne Verwendung von Kühlfallen ganz-Hch ausgeschaltet.

Sollen dennoch Kühlfallen zur Anwendung kommen, z. B. um die aus den zu evakuierenden Rezipierten herrührenden Dämpfe zu kondensieren, so ist es zweckmäßig, die Anordnung nach Fig. 3 zu treffen. Hier sind in der Verbindungsleitung zwischen dem Vakuumsammelraum 5 und der Vakuumpumpe 8 Rohrschlangen 21 nach Art von Prallblechen so* in den Weg der abzusaugenden Gase gestellt, daß die zu kondensierenden Dämpfe darauf stoßen müssen. Die Rohrschlangen werden zweckmäßig von einer Kühlsole durchströmt, welche durch das Anschlußrohr 22 eingelassen wird und durch das Rohr 23 abfließen kann.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Evakuieren einer größeren Anzahl von Gefäßen mittels derselben Vakuumpumpe, wobei in etwa gleichem Zeitmaß fertiggepumpte und abgeschlossene Gefäße nacheinander entnommen und ebenso' viele neue, noch Luft enthaltende Gefäße angeschlossen, werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vakuumpumpe SO' hoher Sauggeschwindigkeit verwendet ist, die in der Zeit vom Anschließen eines neuen. Gefäßes bis zur Abnahme des nächsten fertigen. Gefäßes wieder das gewünschte Endvakuum erreicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitung zwisehen Vakuumpumpe und den Anschluß stutzen der zu evakuierenden Gefäße ein Vakuumsammelraum geschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumsammelraum eine solche Größe besitzt, daß der Druck in ihm durch den Anschluß eines neuen, noch Luft enthaltenden Gefäßes nur so weit steigt, daß die Vakuumpumpe noch im Druckbereich ihrer größten Saugleistung arbeiten kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Roots-Gebläses als Vakuumpumpe.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung zwischen den. zu evakuierenden Gefäßen, und der Vakuumpumpe außer allenfalls bei undichten oder fehlenden Gefäßen wirkenden Lufteinbruchsventilen keine Abschlußorgane vorhanden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Vakuumsammelraum für Vor- und Hochvakuum vorgesehen ist und daß die zu evakuierenden Gefäße mittels jedem von ihnen zugeordneten. Ventilen wahlweise an den einen, oder anderen Sammelraum anschließbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, bei der die zu evakuierenden Gefäße an- der Peripherie eines umlaufenden Kranzes aufgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz selbst den Vakuumsammelraum bildet und die Gefäße ohne Zwischenleitung unmittelbar mit ihm verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelräume für Vor- und Hochvakuum axial übereinander angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Vakuumpumpe und Vakuumsammelraum fest miteinander verbunden sind und gemeinsam umlaufen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitung zwischen Vakuumsammelraum und Vakuumpumpe eine an sich bekannte, zur Kondensation in den abzusaugenden Gasen enthaltener Dämpfe geeignete, von einer Kühlsole durchflossene Vorrichtung eingebaut ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 144 942.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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