DE1035314B

DE1035314B - Diffusionspumpe mit regelbarer Sauggeschwindigkeit

Info

Publication number: DE1035314B
Application number: DES48272A
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Naumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-04-06
Filing date: 1956-04-06
Publication date: 1958-07-31

Description

Diffusionspumpe mit regelbarer Sauggeschwindigkeit Die Erfindung betrifft eine Diffusionspumpe, deren Sauggeschwindigkeit mittels ihrer Heizleistung regelbar ist.
Diffusionspumpen, beispielsweise Quecksilberdiffusionspumpen oder solche, die mit Silikonen: niedriger Dampfdrücke betrieben werden, sind im allgemeinen erst nach Herstellung eines guten Vorvakuums etwa unterhalb 50 mm Hg verwendbar. Die Saugleistung der Pumpe ist im wesentlichen sowohl vom Rezipientendruck als auch von der Heizleistung der Diffusionspumpe abhängig. Wird die Heizleistung der Pumpe konstant gehalten, so gibt es dazu einen bestimmten Druck, in dem die Saugleistung ein Maximum erreicht. Umgekehrt gibt es bei konstantem Druck für eine bestimmte Heizleistung ein Maximum der Saugleistung. Mit kleiner werdenden Heizleistungen verschieben sich die Maxima der Saugleistungen im allgemeinen nach kleineren Drücken. Um einen Rezipienten möglichst schnell auszupumpen, macht man die Heizleistung anfangs höher und setzt diese dann bei Erreichung von wesentlich niedereren Drücken so weit herab, daß nun die diesem Druckbereich entsprechende maximale Saugleistung erzielt wird. Die jeweils richtige Bemessung der Heizleistung zur Erzielung einer maximalen Saugleistung von Hand vorzunehmen, ist schwierig und erfordert zudem die laufende Beobachtung von Meßgeräten.
Es ist an sich bekannt, bei einer Vakuum-Pumpeinrichtung, die eine Diffusionspumpe und eine Vorpumpe enthält, eine selbsttätig wirksame Regeleinrichtung vorzusehen, die bewirkt, daß dann, wenn der Druck im Rezipienten einen vorgebbaren Wert übersteigt, zunächst die Diffusionspumpe angelassen wird, dann nach einer gewissen Zeit die Vorpumpe und daß dann nach einer weiteren Zeit ein Absperrhahn zwischen der Diffusionspumpe und dem auszupumpenden Gefäß geöffnet wird, der so lange geöffnet bleibt, bis ein weiterer vorgebbarer Druck in dem auszupumpenden Gefäß erreicht ist. Mit dem dann selbsttätig erfolgenden Schließen des Absperrhahnes wird auch die Diffusionspumpe und die Vorpumpe angestellt.
Die Pumpgesch.windigkeit der Diffusionspumpe wird mit dieser Regeleinrichtung nicht gesteuert. Insbesondere wird daher diese Pumpe mittels der vorbekannten Regeleinrichtung nicht selbsttätig auf eine vorgebbare Puntpleistung eingestellt.
Es ist weiterhin eine Einrichtung bekannt, die eine Quecksilberdampfstrahlpttmpe selbsttätig dann abstellt, wenn der Druck im Rezipienten über einen vorgegeh.enen Druck ansteigt. Die Saugleistung dieser Pumpe verschwindet, wenn dieser vorgegebene Druck überschritten wird.
Cherdies ist eine Dampfstrahlpumpe bekannt, in der eine Vorrichtung vorgesehen ist, die den Druck des Dampfstrahls auf einem vorgegebenen Wert festhält. Da die Sangleistung einer Pumpe nicht nur vom Dampfstrahldruck, sondern auch vom Druck an der Saugseite der Pumpe abhängt, wird mit dieser Vorrichtung ebenfalls nicht die Saugleistung der Pumpe auf einer vorgegebenen Höhe gehalten.
Die Erfindung geht nun aus von einer Diffusionspumpe, deren Sauggeschwindigkeit mittels ihrer Heizleistung regelbar und die mit einer den Druck im Rezipienten beeinflussenden Einrichtung versehen ist.
Erfindungsgemäß ist die Diffusionspumpe mit einem für sich bekannten, den Rezipientendruck anzeigenden, insbesondere elektrischen Druckmesser ausgestattet, der mit eitlem insbesondere elektrischen Regler für die Heizleistung der Diffusionspumpe in solcher Weise verbunden ist, daß die Heizleistung der Pumpe in Abhängigkeit vom Rezipientendruck derart selbsttätig gesteuert wird, daß die Saugleistung der Pumpe eine vorgebbare Höhe aufweist.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird eine optimale Ausnutzung der Heizleistung bei vorgegebener Pumpleistung erzielt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und dem in der Figur gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel hervor: An den auszupumpenden Rezipienten 1 ist ein elektrischer Druckmesser 2, beispielsweise ein Ionisationsmanometer, angeschlossen. Dieser ist über die Leitung 3 mit einem elektrischen Stromregler 4 verbunden. Der Stromregler 4 steuert den Heizstrom der Heizung 6 der Diffusionspumpe 7, die aus einer Stromquelle 8 über die Leitung 5 gespeist wird.
Wird nun während des Pumpenbetriebes der Druck im Rezipienten 1 laufend verringert, so ändert sich damit auch der durch den elektrischen Druckmesser 2 und die Leitung 3 dem Stromregler 4 zufließende Strom. Der Stromregler 4 wiederum senkt dann den über die Leitungen 5 durch die elektrische Heizung 6 fließenden Heizungsstrom in solchem Maße, daß die Pumpe die gewünschte Saugleistung hat.
Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Heizstrom der Pumpe so groß eingestellt wird, daß für jeden Druck die jeweils maximale Saugleistung erreicht wird, oder mit anderen Worten: Es ist der durch die Leitung 5 fließende Strom zur Speisung der elektrischen Pumpenheizung 6 durch den Stromregler 4 in Abhängigkeit vom Druck jeweils so groß zu halten, daß die dadurch bedingte Heizleistung an der Heizung 6 eine maximale Saugleistung der Pumpe bewirkt. Das lä3t sich dadurch erreichen, daß die Regelcharakteristik des Reglers 4, d. h. die funktionelle Abhängigkeit des Heizstromes vom Rezipientendruck an die Regelcharakteristik des Pumpenaggregats, d. h. an die funktionelle Abhängigkeit der Saugleistung vom Heizstrom angepaßt ist.
Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgedankens sieht an dem Regler 4 eine Einsatzvorrichtung vor, die bei plötzlichen großen Druckanstiegen, beispielsweise durch länger dauernden Lufteinbruch, den Heizstrom in der Heizung 6 ganz abschaltet. Auf diese Weise wird vermieden, daß das Treibmittel der Pumpe, beispielsweise Silikonöl, lange Zeit die Betriebstemperatur aufweist. Dieses ist erforderlich, weil die Betriebsmittel bei den hohen Temperaturen leicht chemischen Angriffen der eingedrungenen Gase ausgesetzt sind und unter Umständen unbrauchbar werden. Die Erfindung ermöglicht es, eine maximale Saugleistung der Diffusionspumpe innerhalb des ganzen dafür in Frage kommenden Druckbereiches selbsttätig einzustellen. Eine zeitraubende Verstellung des Heizstromes von Hand zur Erreichung einer maximalen Saugleistung wird damit überflüssig; darüber hinaus wird die Saugleistung ständig auf dem Maximum erhalten, was bei einer Einstellung von Hand nur von Zeit zu Zeit und auch dann nicht mit dauernd gleicher Genauigkeit möglich ist. Besonders vorteilhaft ist die selbsttätige Nachstellung bei schnellen Druckänderungen im Rezipienten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Diffusionspumpe, deren Sauggeschwindigkeit mittels ihrer Heizleistung regelbar und die mit einer den Druck im Rezipienten beeinflussenden Einrichtung versehen. ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionspumpe (7) mit einem für sich bekannten., den Rezipientendruck anzeigenden, insbesondere elektrischen Druckmesser (2) ausgestattet ist, der mit einem insbesondere elektrischen Regler (4) für die Heizleistung der Diffusionspumpe in solcher #,\@eise verbunden ist, daß die Heizleistung der Pumpe in Abhängigkeit vom Rezipientendruck derart selbsttätig gesteuert wird, daß die Saugleistung der Pumpe eine vorgebbare Höhe aufweist.
2. Diffusionspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmesser (2) so mit dem Regler (4) für den Heizstrom der Diffusionspumpe (7) gekoppelt ist, daß die Heizleistung in Abhängigkeit vom Rezipientendruck selbsttätig auf einen Wert eingestellt wird, bei dem die Saugleistung der Pumpe bei den im Betriebe vorkommenden Drücken ein Maximum ist.
3. Diffusionspumpe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Regelvorrichtung, daß sie - wie für sich bekannt - die Heizung der Diffusionspumpe vollständig abschaltet, wenn im Rezipienten (1) ein erheblicher Druckanstieg, beispielsweise durch einen länger andauernden Lufteinbruch, hervorgerufen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 442 834, 808 870, 445 444; britische Patentschrift Nr. 568 084; Philips' Technische Rundschau, Oktober 1949, S.118.