DE1039697B

DE1039697B - Diffusion vacuum pump

Info

Publication number: DE1039697B
Application number: DEN13063A
Authority: DE
Inventors: Peter Sadler
Original assignee: N G N ELECTRICAL Ltd
Current assignee: N G N ELECTRICAL Ltd
Priority date: 1955-12-09
Filing date: 1956-12-08
Publication date: 1958-09-25

Description

Diffusions -Vakuum -Pumpe Die Erfindung betrifft Diffusions-Vakuum-Pumpen von der Bauart, bei welcher der Dampf einer Pumpffüssigkeit, z. B. eines Spezialöls (Apiezonöl), vom Innern einer Haube austritt und quer zu einem Spalt verläuft, wo das zu evakuierende Gas in den Dampf hineindiffundieren kann. Bekanntlich ist bei Diffusionspumpen die optimale Abmessung des Spaltes eine Funktion des Vakuums, unter welchem die Pumpe arbeitet, und anderer Umstände, z. B. der Geschwindigkeit des Gases der Pumpfiüssigkeit. Wenn jedoch der Spalt die richtige Abmessung ha-t, ist die Leistung der Pumpe eine Funktion der Größe der Haube, d. h. also der Länge ihres Umfanges. Es ist nicht wirtschaftlich, den Durchmesser einer Pumpe über ein bestimmtes Maß hinaus zu erhöhen. Deshalb ist die Leistung von Pumpen bekannter Bauart begrenzt durch den größten Durchmesser der Pumpe, der sich wirtschaftlich ausführen läßt.Diffusion Vacuum Pump The invention relates to diffusion vacuum pumps of the type in which the steam of a pump liquid, e.g. B. a special oil (Apiezon oil), exits from the inside of a hood and runs across a gap where the gas to be evacuated can diffuse into the steam. It is well known that Diffusion pumps the optimal dimension of the gap a function of the vacuum, under what the pump is operating and other circumstances, e.g. B. the speed of the Gas of the pump liquid. However, if the gap is the correct dimension the performance of the pump is a function of the size of the hood, d. H. so the length of yours Scope. It is not economical to have the diameter of a pump beyond a certain one To increase degree. Therefore the performance of pumps of known types is limited due to the largest diameter of the pump, which can be carried out economically.

Diffusions-Vakuum-Pump°n mit senkrecht stehendem rohrförmigem Pumpenkörper, einem mittig angeordnetem Dampfrohr, Einrichtungen zur Erzeugung eines aufwärts gerichteten Dampfstroms sowie einer vom Dampfrohr getragenen Haube sind bekannt. Wie aber vorstehend schon auseinandergesetzt, ist es nicht wirtschaftlich, den Durchmesser einer Pumpe über eine bestimmte Grenze hinaus zu vergrößern. Der Wirkungsgrad einer Diffusions-@' akuum-Pumpe beruht auf dem Verhältnis der Pumpgeschwindigkeit und dein Pumpendurchmesser, so daß die Leistungsfähigkeit der bekannten Pumpen dieser Art auf den Wert begrenzt ist, den eine Pumpe hat, welche die größten, aus wirtschaftlichen Gründen noch vertretbaren Abmessungen aufweist. Dagegen erhält man bei der Pumpe nach der Erfindung die vorteilhaften Wirkungen eines größeren Durchmessers, ohne daß es erforderlich wäre, den Durchmesser des Pumpenkörpers größer zu machen.Diffusion vacuum pumps with a vertical tubular pump body, a centrally located steam pipe, means for generating an upward directed steam flow and a hood carried by the steam pipe are known. But as already explained above, it is not economical to adjust the diameter of a pump beyond a certain limit. The efficiency of a Diffusion @ 'acuum pump is based on the ratio of the pumping speed and your pump diameter, so that the performance of the known pumps of this Kind is limited to the value that a pump has, which is the greatest, from economic Reasons still has reasonable dimensions. On the other hand, you get with the pump according to the invention, the advantageous effects of a larger diameter without that it would be necessary to make the diameter of the pump body larger.

Um dies zu erreichen, ist in einer Diffusions-Vakuum-Pumpe der oben erläuterten Bauart gemäß Erfindung die Haube derart unterteilt, daß bei gehebenen Gesamtabmessungen eine größere Länge der Diffusionslippe erhalten wird.To do this, in a diffusion vacuum pump is the above explained design according to the invention, the hood subdivided so that when leveled Overall dimensions a greater length of the diffusion lip is obtained.

Bei einer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes sind durch die Unterteilung Spalte gebildet, die mit dem Umfangsspalt zwischen der Haube und den sie umgebenden Teilen der Pumpe in Verbindung stehen.When developing the subject matter of the invention, the subdivision Gap formed with the circumferential gap between the hood and the surrounding area Parts of the pump are in communication.

Die Haube kann aus einer Anzahl von Haubenblättern aufgebaut sein, welche nebeneinander, unter Freilassung von Spalten, zwischen ihnen um das Dampfrohr angeordnet sind. Dabei sind im Dampfrohr Bohrungen vorgesehen, durch welche der Raum unter den Haubenblättern mit dem Innern des Dampfrohrs in Verbindung steht, und die Eintrittsöffnung ist oben am Pumpenkörper und der Austritt unterhalb der Haube vorgesehen.The hood can be constructed from a number of hood leaves, which side by side, leaving gaps between them around the steam pipe are arranged. In this case, holes are provided in the steam pipe through which the Space under the hood leaves communicates with the interior of the steam pipe, and the inlet opening is at the top of the pump body and the outlet below the Hood provided.

Das Dampfrohr kann sich über die untere Haube zri einer zweiten, höher gelegenen Haube erstrecken, welche entweder die durch die Unterteilung gebildete Spaltung enthält oder aus Haubenblättern aufgebaut ist.The steam pipe can extend over the lower hood zri a second, higher located hood, which either extend the formed by the subdivision Contains cleavage or is made up of hood leaves.

Es ist vorteilhaft, unten im Pumpenkörper ein an sich bekanntes Verdampfungsgefäß vorzusehen, mit einem elektrischen Heizelement zu dessen Beheizung.It is advantageous to have a known evaporation vessel at the bottom of the pump body to be provided with an electrical heating element to heat it.

Man kann auch die Vorrichtung so ausbilden, daß das Verdampfungsgefäß in an sich bekannter Weise das untere Ende eines weiteren inneren Dampfrohrs aufnimmt, welches sich bis zu einer dritten Haube im Pumpenkörper erstreckt. Auch diese Haube kann durch Spalte unterteilt oder aus einzelnen Haubenblättern aufgebaut sein.The device can also be designed in such a way that the evaporation vessel accommodates the lower end of a further inner steam pipe in a manner known per se, which extends up to a third hood in the pump body. This hood too can be divided by gaps or made up of individual hood leaves.

Vorzugsweise wird das Gestell, welches das Heizelement und den Unterteil des Pumpenkörpers umgibt, in an sich bekannter Weise hohl ausgebildet.Preferably, the frame, which the heating element and the lower part of the pump body, designed to be hollow in a known manner.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die neue Pumpe und Fig. 2 einen Querschnitt in der Linie 2-2 der Fig. 1. Der Pumpenkörper besteht aus einem kräftigen, senkrecht angeordneten Metallrohr 11 mit einem Flansch 12 an seinem oberen Ende, über welchen die Verbindung zu dem zu evakuierenden Gefäß oder Raum hergestellt wird. Am unteren Ende des Rohres 11 ist ein Deckel 13, auf dessen Unterseite ein elektrisches Heizelement 14 durch die Platte 15 und die Schraubenmutter 16 festgehalten wird. Das untere Ende des Rohres 11 und das Heizelement 14 sind von einem Untergestell 17 eingeschlossen, welches aus Blech gefertigt ist und eine Heizkammer bildet. Diese bewahrt die vom Heizelement 14 erzeugte Wärme vor dem Abströmen in die Umgebung und verteilt sie um das Rohr 11. Der obere Teil 18 des Rohres 11 ist zur Verminderung der Wandstärke außen abgedreht und hat ein äußeres Mantelrohr 19, das an beiden Enden abgedichtet ist, so daß ein Raum für einen Wassermantel gebildet wird, dessen Zulauf und Ablauf in der Zeichnung nicht dargestellt ist.An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. 1 shows a longitudinal section through the new pump and FIG. 2 shows a cross section along the line 2-2 of FIG the connection to the vessel or room to be evacuated is established. At the lower end of the tube 11 is a cover 13, on the underside of which an electrical heating element 14 is held in place by the plate 15 and the screw nut 16. The lower end of the tube 11 and the heating element 14 are enclosed by an underframe 17 which is made of sheet metal and forms a heating chamber. This protects the heat generated by the heating element 14 from flowing out into the environment and distributes it around the pipe 11. The upper part 18 of the pipe 11 is turned off on the outside to reduce the wall thickness and has an outer jacket pipe 19 which is sealed at both ends, so that a space for a water jacket is formed, the inlet and outlet of which is not shown in the drawing.

Im unteren Ende des Rohres 11 ist ein Verdampfungsgefäß 20 für das Spezialöl (Apiezonöl) angeordnet. Dieses Gefäß ist fest mit einem Dampfrohr 21 verbunden, das sich vom Gefäß nach oben in den Teil des Rohres - konzentrisch zum Rohr 11 - erstreckt, der vom Wassermantel umgeben ist. In dem Dampfrohr 21 ist ein Dampfrohr 22 von kleinerem Durchmesser angeordnet. welches sich vom Boden des Dampfgefäßes 20 nach oben durch das äußere Dampfrohr 21 in den vom Wassermantel umgebenen Oberteil erstreckt. In dem äußeren Dampfrohr 21 ist eine Anzahl Bohrungen 23 vorgesehen, welche gerade unterhalb des Wassermantels liegen. Die Bohrungen 23 sind in Gruppen zu drei Stück übereinanderliegend angeordnet. Jede Gruppe von Bohrungen ist durch ein Haubenblatt 24 abgedeckt. Jedes dieser Haubenblätter besteht aus zwei dreieckigen Seitenteilen und einem schmalen sich verjüngenden Mittelteil, welches das in der -litte liegende Rohr (Dampfrohr) mit seinem oberen Ende berührt und sich nach außen und nach unten in schräger Richtung bis nahe an die Innenwand 18 des rohrförmigen Gehäuses erstreckt, wobei jedoch ein schmaler Spalt 25 zwischen der Unterkante der Haubenblätter und dem rohrförmigen Gehäuse verbleibt. Die Haubenblätter 24 sind nebeneinander um den ganzen Umfang des Dampfrohres 21 angeordnet mit schmalen Schlitzen 26 zwischen den Haubenblättern, welche etwa die gleiche Breite haben wie die Schlitze 25 zwischen den Unterkanten der Haubenblätter und der Innenwand des Pumpenkörpers. Die Öldämpfe, welche in dem äußeren Teil des Dampfgefäßes 20 sich bilden und durch das Dampfrohr 21 aufsteigen, treten daher durch die Bohrungen 23 in die Spalten in den Haubenblättern 24 aus und werden dann nach unten abgelenkt, vorbei an den von den Unterkanten der Haubenblätter gebildeten Lippen. Die Öldämpfe nehmen Gase mit, welche von oben in sie hineindiffundieren, nicht allein die Gase, welche durch die Spalten 25 der schrägen Teile der Haubenblätter 24 gehen, sondern auch die Gase, welche nach unten durch die Spalten 26 zwischen den Haubenblättern gehen. Dadurch wird die effektive Länge der Diffusionslippen und der Wirkungsgrad der Pumpe beträchtlich vergrößert.In the lower end of the tube 11 is an evaporation vessel 20 for Special oil (Apiezon oil) arranged. This vessel is firmly connected to a steam pipe 21, which extends upwards from the vessel into the part of the pipe - concentric to pipe 11 - extends, which is surrounded by the water jacket. In the steam pipe 21 is a steam pipe 22 arranged of a smaller diameter. which is from the bottom of the steamer 20 upwards through the outer steam pipe 21 into the upper part surrounded by the water jacket extends. A number of bores 23 are provided in the outer steam pipe 21, which are just below the water jacket. The holes 23 are in groups three pieces arranged one on top of the other. Each group of holes is through a hood sheet 24 covered. Each of these hood leaves consists of two triangular ones Side parts and a narrow tapered middle part, which is in the -litte lying pipe (steam pipe) touches with its upper end and outwards and downwards in an oblique direction to close to the inner wall 18 of the tubular Housing extends, but with a narrow gap 25 between the lower edge of the Hood leaves and the tubular housing remains. The hood sheets 24 are arranged side by side around the entire circumference of the steam pipe 21 with narrow slots 26 between the hood leaves, which are about the same width as the slits 25 between the lower edges of the hood blades and the inner wall of the pump body. The oil vapors that form in the outer part of the steam vessel 20 and through rise up the steam pipe 21, therefore pass through the bores 23 into the gaps in the hood leaves 24 and are then deflected downward past the lips formed by the lower edges of the hood leaves. The oil vapors take gases with which diffuse into it from above, not just the gases which pass through the gaps 25 of the inclined parts of the hood leaves 24 go, but also the gases, which go down through the gaps 26 between the hood sheets. Through this the effective length of the diffusion lips and the efficiency of the pump become considerable enlarged.

Unter der in der beschriebenen Weise ausgebildeten Haube ist ein Austrittsstutzen 28 seitlich angeordnet, welcher zu einer Vakuumpumpe führt.Under the hood designed in the manner described is an outlet nozzle 28 arranged laterally, which leads to a vacuum pump.

Das Dampfrohr 21 erstreckt sich nach oben über die unterteilte oder geblätterte Haube, welche aus den Teilen 24. den Haubenblättern, besteht, und trägt an ihrem oberen Ende einen größeren Kopfteil 29, ähnlieh dem Dampfdom einer Lokomotive. Dieser Kopfteil ist an einer mittleren Haube 30 angeordnet, welche eine volle, konische Haube sein kann. Aus dem oberen Teil des Dampfrohres 21 treten weitere Dämpfe in die Haube 30 aus und gehen nach unten, wodurch eine zusätzliche Stufe für den Pumpvorgang gebildet wird, wie durch den Pfeil 31 angedeutet. Die mittlere Haube ist auf dem inneren Dampfrohr 22 angeordnet, und diese erstreckt sich weiter nach oben in einem mit 33 bezeichneten Teil über die mittlere Raube 30 in eine obere Haube 34, welche kleiner ist und von dem Pumpengehäuse einen größeren Abstand hat. Sie stellt eine Vorstufe und eine Diffusionslippe für die zu evakuierenden Gase dar. Die in Querrichtung zur Gehäuseachse angeordnete Scheibe 35 ist auf der obersten Haube angeordnet und hat an ihrem Umfang einen geringen Abstand vom Pumpengehäuse, so daß ein Spalt entsteht. In der obersten Haube ist eine Gewindebohrung, und die ganze Anordnung von Hauben einschließlich der Verdampfungskammer ist auf dem unteren Deckel des Pumpenkörpers durch eine mittig angeordnete, mit Gewinde versehene Stange 36 gehalten.The steam pipe 21 extends upwards over the divided or peeled hood, which consists of the parts 24, the hood leaves, and carries at its upper end a larger head part 29, similar to the steam dome of a locomotive. This head part is arranged on a central hood 30, which can be a full, conical hood. Further vapors emerge from the upper part of the steam pipe 21 into the hood 30 and go downwards, as a result of which an additional step is formed for the pumping process, as indicated by the arrow 31. The middle hood is arranged on the inner steam pipe 22, and this extends further upwards in a part designated by 33 over the middle hood 30 into an upper hood 34 which is smaller and at a greater distance from the pump housing. It represents a preliminary stage and a diffusion lip for the gases to be evacuated. The disc 35, which is arranged transversely to the housing axis, is arranged on the uppermost hood and has a small distance from the pump housing on its circumference, so that a gap is formed. There is a threaded hole in the uppermost hood and the entire assembly of hoods including the evaporation chamber is held on the lower lid of the pump body by a centrally located threaded rod 36.

Man kann gegebenenfalls nicht nur die unterste Haube (aus den Haubenblättern 24 bestehend) unterteilt aus einzelnen Blättern herstellen, wie beschrieben, sondern auch die mittlere und die obere Haube 30 und 34 können unterteilt (geblättert) sein.If necessary, you can not only use the bottom hood (from the hood leaves 24) divided from individual sheets, as described, but rather the middle and upper hoods 30 and 34 can also be subdivided (paged).

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Diffusion vacuum pump with vertical tubular pump body and centrally arranged steam pipe, a device for Creation of an upward steam flow and one carried by the steam pipe Hood, characterized in that the hood is subdivided so that when given Overall dimensions a greater length of the diffusion lip is obtained.

2. Diffusion vacuum pump according to claim 1, characterized in that gaps are formed by the subdivision are those with the circumferential gap between the hood and the parts surrounding it connected to the pump.

3. Diffusion vacuum pump according to claim 1, characterized characterized in that the hood is formed from a number of hood sheets, which are arranged next to one another around the steam pipe with gaps in between and are in communication therewith through bores provided in the steam pipe, wherein the edges of the hood leaves are at a distance from the steam pipe, and that the inlet opening at the top of the pump body and the outlet below the hood.

4. Diffusion vacuum pump according to claims 1 to 3, characterized by a per se known steam pipe. the extends over the lower hood to a second, higher hood.

5. Diffusion vacuum pump according to Claims 1 to 4, characterized by a per se known evaporation vessel in the bottom of the pump body and a heat on this vessel transmitting electrical heating element.

6. Diffusion vacuum pump according to claim 5, characterized in that the evaporation vessel in a known manner the lower end of a further, inner steam pipe (22) receives, which extends to a further (third) hood in the pump body.

7. Diffusion vacuum pump according to claim 4 and / or 6, characterized in that the second and / or third Hood is divided or formed from individual hood leaves. B. Diffusion vacuum pump according to claims 1 to 7, characterized by a known hollow frame (17), which surrounds the heating element and the lower part of the pump body. Into consideration Drawn publications: Austrian patent specification No. 108 882; french U.S. Patent No. 765,978; U.S. Patent Nos. 2,112,037, 2,572,449.