Dampfsperre für Vakuumanlagen Zur Kondensation von Dämpfen in Vakuumanlagen
sind bisher Dampfsperren (Baffel) in Form eines doppelwandigen Rohres üblich, wobei
das Innenrohr an Vakuum, das Außenrohr an Atmosphäre grenzt und der Zwischenraum
von einem Kühltnittel, meist Wasser, durchflossen wird. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades
werden vielfach im Innenrohr Leitflächen angebracht, die in den Vakuurnraum hineinragen.
Meist werden diese Leitflächen ohne besondere Befestigung nur lose eingeschoben.
Dampfsperren dieser Art haben den Nachteil, daß nur die Hälfte der Kühlfläche an
Vakuum grenzt und am außenliegenden Mantel der Sperre in unerwünschter Weise atmosphärisches
Wasser kondensiert wird. Die Kälteverluste an der Außenseite sind erheblich. Außerdem
ist es bekannt, ein als Doppelspirale ausgeführtes Kühlmittelrohr außen auf die
Vakuumleitung aufzusetzen. Aber auch diese Maßnahme gewährleistet keine wirtschaftliche
Kühlung, da immerhin ein nicht unerheblicher Teil der Kühlleistung unnütz an die
äußere Umgebung abgegeben wird..Vapor barrier for vacuum systems For the condensation of vapors in vacuum systems
So far, vapor barriers (baffles) in the form of a double-walled tube are common, with
the inner tube borders on vacuum, the outer tube borders on atmosphere and the space in between
a cooling agent, usually water, flows through it. To improve efficiency
Guide surfaces are often attached in the inner tube, which protrude into the vacuum space.
Usually these guide surfaces are only pushed in loosely without any special fastening.
Vapor barriers of this type have the disadvantage that only half of the cooling surface is on
Vacuum is adjacent and atmospheric on the outside of the barrier in an undesirable manner
Water is condensed. The cold losses on the outside are considerable. aside from that
it is known to use a coolant pipe designed as a double spiral on the outside
Put on vacuum line. But even this measure does not guarantee an economic one
Cooling, since a not inconsiderable part of the cooling capacity is wasted on the
external environment is emitted ..
Eine andere Ausführungsforrn von Dampfsperren besteht darin, daß -in
kegelförmiger Prallteller in der Vakuurnleitung, und zwar unmittelbar im Oberteil
der Diffusionspumpe, angeordnet ist. Dieser Prallteller wird durch eine Kühlmittelrohrschlange
gekühlt, die unmittelbar metallisch mit ihm verbunden ist. Durch den Einbau eines
Pralltellers in den Zug der Pumpleitung wird ein beträchtlicher Strömungswiderstand
hervorgerufen, da die zur Kühlung des Pralltellers dienende Kühlmittelrohrleitung
infolge ihrer metallischen Verbindung mit dem Prallteller nur einseitig bespült
wird. Ähnliches gilt für die bekannte Anordnung und Ausbildung von Kühlmittelrohren
zur Kühlung von Diffusoren bei einer Öldampfpumpe. Hier sind die zur Kühlung der
Diffusoren vorgesehenen Kühlmittelrohre als kegelförmige gewundene Kühlspiralen
ausgebildet und unmittelbar auf eiltsprechende Kegel der Difftisoren aufgesetzt.
Auch in diesem Fall werden die Kühlmitt-elrohre nicht allseitig vom züi pumpenden
Medium umspült.Another embodiment of vapor barriers is that -in
conical baffle plate in the vacuum line, directly in the upper part
the diffusion pump, is arranged. This baffle is driven by a coil of coolant tubing
cooled, which is directly connected to it in metal. By installing a
Baffle plate in the train of the pump line creates a considerable flow resistance
caused because the coolant pipe used to cool the baffle plate
due to their metallic connection with the baffle plate only flushed on one side
will. The same applies to the known arrangement and design of coolant pipes
for cooling diffusers in an oil vapor pump. Here are the ones for cooling the
Diffusers provided coolant tubes as conical coiled cooling spirals
formed and placed directly on the corresponding cone of the diffusers.
In this case, too, the coolant pipes are not connected to the supplying pump on all sides
Medium washes around.
Ferner ist es zur Kondensation von Dämpfen in Vakunmanlagen bekannt,
in die Vakuumleitung eine schraubenförmig gewundene Kühlmittelrohrleitung einzubauen.
Eine intensive Kühlung des zu pumpenden Mediums ist bei dieser Ausbildung der Kühlmittelrohrleitung
nicht gewährleistet, da zwischen der Kühlmittelrohrleitung und der Wand der Vakuumleitung
ein verhältnismäßig großer Querschnitt frei bleibt.It is also known for the condensation of vapors in vacuum systems,
to install a helically wound coolant pipe in the vacuum line.
Intensive cooling of the medium to be pumped is required in this design of the coolant pipeline
not guaranteed because between the coolant pipeline and the wall of the vacuum line
a relatively large cross-section remains free.
Bessere Ergebnisse werden bei einer Dampfsperre zur Kondensation von
Dämpfen in Vakuumleitungen unter Verwendung einer von einem Kühlmittel durchflossenen,
in das Innere der Vakuumleitung eingebauten Rohrleitung, die auf einem wesentlichen
Teil ihrer Länge allseitig vom Strom des zu pumpenden Mediums umspült wird, erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die Kühlmittelrohrleitung derart - vorzugsweise frei
tragend - spiralig gewunden und in die Vakuumleitung eingebaut ist, daß sich
ein Strömungswiderstand für das zu pumpende Medium im wesentlichen nur durch das
Spiralrohr ergibt. Man kommt auf diese Weise zu einer Kühlvorrichtung, bei der der
Querschnitt der Vakuumleitung weitgehend von der Projektion der Kühlmittelrohrleitung-
ausgefüllt wird, so daß sich ein guter Kühleffekt erreichen läßt. Wichtig ist dahei,
daß das zu pumpende Medium durch besondere Ausbildung und Anordnung die Kühlmittelrohrleitung
allseitig umströmen kann, so daß trotz dieser guten Kühlwirkung ein verhältnismäßig
niedriger Strömungswiderstand bei der Anordnung gegeben ist.Better results are achieved with a vapor barrier for the condensation of vapors in vacuum lines using a pipeline through which a coolant flows, built into the interior of the vacuum line and which is surrounded on all sides by the flow of the medium to be pumped over a substantial part of its length, according to the invention that the coolant pipe is wound in a spiral - preferably in a cantilever manner - and built into the vacuum line in such a way that a flow resistance for the medium to be pumped results essentially only through the spiral pipe. This leads to a cooling device in which the cross section of the vacuum line is largely filled by the projection of the coolant pipe, so that a good cooling effect can be achieved. It is important that the medium to be pumped can flow around the coolant pipeline on all sides due to its special design and arrangement, so that, despite this good cooling effect, there is a relatively low flow resistance in the arrangement.
Vorteilhaft ist die Kühlmittelrohrleitung in Form eines Doppelkegels
spiralig gewunden, so daß die Spitzen der Kegel aneinanderstoßen und ihre gemeinsame
Achse in der Rohrachse der Vakuumleitung liegt. Auf diese Weise liegen Teile der
Kühlschlange sogar mehrfach hintereinander im Dampfstrom. Zur Verhinderung des direkten
Durchganges eines Teiles des Dampfstromes wird die engste Windung des Doppelkegels
durch eine Sperrscheibe ausgefüllt.The coolant pipeline in the form of a double cone is advantageous
spirally wound so that the tips of the cones butt against each other and their joint
Axis lies in the pipe axis of the vacuum line. In this way, parts of the
Cooling coil even several times in a row in the steam flow. To prevent the direct
The passage of part of the steam flow becomes the narrowest turn of the double cone
filled in by a locking disc.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ,werden die Zuleitungen
der Kühlschlangen vakuumdicht durch eine flache Flanschscheibe geführt, an der beiderseits
die Vakuumleitung angeflanscht ist, so daß die Kühlschlange von ihren Zuleitungen
im Inneren der Vakuumleitung frei getragen wird. Bei dieser Anordnun- hat die Dampfsperre
in Längsrichtung der Vakuumleitung nur eine sehr geringe Einbaulänge, die der Dicke
der Flanschschtibe entspricht. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Wasser
als
Kühlmittel beschränkt; es kann auch ein Gas, z. B. COV oder
eine Flüssigkeit mit niedrigem Gefrierpunkt, z. 13. Alkohol, als Kühlmittel
dienen, das dann durch eine Kältemaschine rückgekühlt wird. Bei Verwendung derartiger
Kühlmittel kann die Sperre infolge ihres hohen N#.'irkungsgrades auch zur Kondensation
von Quecksilberdämpfen eingesetzt werden.In a further embodiment of the inventive concept, the supply lines of the cooling coils are passed vacuum-tight through a flat flange washer to which the vacuum line is flanged on both sides so that the cooling coil is freely supported by its supply lines inside the vacuum line. In this arrangement, the vapor barrier has only a very short installation length in the longitudinal direction of the vacuum line, which corresponds to the thickness of the flange washer. The invention is not limited to the use of water as a coolant; it can also be a gas, e.g. B. COV or a low freezing liquid, e.g. 13. Alcohol, used as a coolant, which is then re-cooled by a refrigeration machine. When using such coolants, the barrier can also be used for the condensation of mercury vapors due to its high degree of efficiency.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.FIGS. 1 to 3 show exemplary embodiments of the invention.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die Achse von Vakuumleitung
und Kühlwendel, Fig. 2 ein Schnitt durch die Flanschscheibe in Richtung A-B. In
der Vakuumleitung 1 liegt eine Kühlschlange 2, die in Form eines Doppelkegels
spiralig aufgewunden ist. Sie wird von ihren Zuleitungen 3 frei getragen,
die vakuurndicht durch eine Flanschplatte 4 nach außen geführt sind. Beiderseits
der Flanschscheibe 4 sind Vakuumrohre 5 und 6 durch Schrauben
7 angeflansebt, wobei eine Abdichtung durch Gummiringe 8 und
9
vorgesehen ist. Auf einer der beiden engsten Windungen der Kühlschlange
ist eine Sperrscheibe 10 befestigt, die aus einer einmal geschlitzten, zu
einer Schraubenfläche verspannten Kreisscheibe besteht. 1 is a longitudinal section through the axis of the vacuum line and cooling coil, FIG. 2 is a section through the flange disk in the direction AB. In the vacuum line 1 there is a cooling coil 2 which is wound spirally in the form of a double cone. It is carried freely by its supply lines 3 , which are guided to the outside in a vacuum-tight manner through a flange plate 4. Vacuum tubes 5 and 6 are flanged on both sides of the flange disk 4 by means of screws 7 , a seal being provided by rubber rings 8 and 9 . A locking disk 10 is attached to one of the two narrowest turns of the cooling coil and consists of a circular disk which has been slotted and braced to form a screw surface.
Fig. 3 zeigt in schematischer Form eine Vakuumanlage, bei der
die erfindungsgemäße Dampfsperre in Kombination mit der Pumpenkühlung mit einem
durch eine Kälternaschine rückgekühlten Kühlmittel betrieben wird. Das Kühlmittel
wird durch eine Pumpe 11 gefördert und läuft in Pfeilrichtung in einem Kreise
um, der aus der Dampfsperre 12 -, die hier als einfacher Kegel ausgebildet ist,
dem Kühlmantel 13 der Diffusionspumpe 14 und einem Behälter 15 besteht.
Der Behälter umschließt den Verdampfer 16 der Kältemaschine, deren Kompressor
17 und Kondensator18 ebenfalls angedeutet sind. Die Kühlmaschine wird durch
einen in den Behälter 15 ragenden Temperaturfühler 19 gesteuert. 3 shows, in schematic form, a vacuum system in which the vapor barrier according to the invention is operated in combination with the pump cooling with a coolant recooled by a refrigeration machine. The coolant is conveyed by a pump 11 and circulates in the direction of the arrow in a circle consisting of the vapor barrier 12 -, which is designed here as a simple cone, the cooling jacket 13 of the diffusion pump 14 and a container 15 . The container encloses the evaporator 16 of the refrigeration machine, the compressor 17 and condenser 18 of which are also indicated. The cooling machine is controlled by a temperature sensor 19 protruding into the container 15 .