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Vakuum-Durchlaßventil mit hoher Pumpgeschwindigkeit für Uldiffusionspumpen
Die Erfindung betrifft ein Vakuum-Durchlaßventil mit hoher Pumpleitfähigkeit für
Öldiffusionspumpen.
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Bei der Konstruktion von Vakuumapparaturen muß darauf geachtet werden,
daß die Rohrleitungen, Ventile und anderen Bestandteile einen möglichst großen Durchmesser
besitzen, um eine Herabsetzung der Pumpgeschwindigkeit im zu pumpenden Raum zu vermeiden.
Es muß aber eine geradlinige Verbindung zwischen der Diffusionspumpe und dem zu
pumpenden Raum vermieden werden, um zu verhindern, daß der Dampf der Treibflüssigkeit
der Pumpe in den zu pumpenden Raum gelangt. Aus diesem Grunde muß zwischen der Pumpe
und dem zu pumpenden Raum eine Auffangvorrichtung angebracht werden, die derart
konstruiert ist, daß die aus dem Dampffächer der Diffusionspumpe herausgestoßenen
Moleküle der Treibflüssigkeit an die Wände-Oberflächeder Auffangvorrichtung aufstoßen
und kondensieren. Sie gelangen also nicht in den zu pumpenden Raum. Diese Vorrichtung
in der Rohrleitung hat jedoch eine Verminderung der Pumpleitfähigkeit zur Folge.
Bei der üblichen Konstruktion beträgt diese Verminderung etwa 30%, wobei das Ventil
selbst auch eine weitere Verminderung der Pumpleitfähigkeit um etwa 30% verursacht.
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Eine möglichst hohe Pumpgeschwindigkeit soll auch bei Vakuumg=entilen
eingehalten werden. Fig. 1 zeigt ein bereits bekanntes Vakuumventil; bei dem zwar
keine besondere Auffangvorrichtung notwendig ist, da diese Funktion von der Ventilplatte
besorgt wird, aber die Pumpleitfähigkeit wird um etwa 40 bis 50% herabgesetzt. Es
wurde deshalb schon vorgeschlagen, eine Platte mit kombinierter Bewegung zu verwenden.
Die Platte wird zuerst gehoben und dann derart um 90° umgelegt, daß der; Pumpwiderstand
so klein wie möglich ist. Diese Konstruktion ist nicht nur kompliziert, sondern
erfordert auch eine besondere Auffangvorrichtung, denn das Ventil selbst kann hier
diese Funktion nicht mehr ausüben.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Nachteile.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Verschlußteil des Ventils,
wie an sich bei Ventilen zum Regeln des Ablaufes von Flüssigkeiten bekannt, aus
mindestens einer Kreisringplatte und einer gegen sie abgedichteten,mittels eines
von außen zu bedienenden Hebemechanismus abhebbaren mittleren Verschlußplatte besteht,
während die Kreisringplatten durch Hängeglieder einzeln aneinander und die oberste
Kreisringplatte an der mittleren Verschlußplatte aufgehängt sind. Durch Betätigen
der Hebevorrichtung wird zunächst die Verschlußplatte angehoben, sie nimmt nach
einem bestimmten Hub den unmittelbar unter ihr liegenden Kreisring mit, und dieser
schleppt auch nach Vollendung eines bestimmten Hubes den nächstfolgenden Ring mit.
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Ringförmige Stufenventile mit übereinandergreifenden Ringen und einer
Verschlußplatte sind bereits als Mittel zur Regelung des Ablaufes von Flüssigkeiten
bekannt. Diese Ventile stehen vollkommen frei, sind also nicht von einem rohrförmigen
Gehäuse umgeben. Infolgedessen kann bei dem bekannten Ventil die aus einem Flüssigkeitsbehälter
kommende Flüssigkeit vom Ventilsitz her durch die Spalten, welche zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Ringen gebildet werden, radial frei nach außen strömen. Bei
der Einrichtung gemäß der Erfindung kommt das Medium aber gerade in umgekehrter
Richtung in die Spalten zwischen den einzelnen Ventilteilen. Es strömt zunächst
in axialer Richtung innerhalb des das Ventil umgebenden Rohres dem Ventil zu, tritt
unter Richtungsänderung in die Spalten zwischen den einzelnen Ventilteilen ein,
um dann wieder in axialer Richtung zu strömen. Bei dem bekannten Ventil ist jeder
seiner Teile an einem besonderen Hebeorgan aufgehängt, wobei die Einrichtung aber
so getroffen ist, daß jeder Teil des Stufenventils nur unter Mitnahme des nächstoberen
Teiles gehoben werden kann. Deshalb müssen die Hebeorgane nachgiebig ausgebildet
sein. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung ist im Gegensatz dazu nur ein einziges
Hebeorgan vorgesehen, welches an der vollen Verschlußplatte angreift. Dieses Hebeorgan
kann starr ausgebildet sein. Damit ergibt sich
die sichere Möglichkeit,
es unter luftdichtem Verschluß durch das Gehäuse nach außen zu führen.
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Die Erfindung soll an Hand des in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erklärt werden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, besteht das Ventil
aus dem eigentlichen rohrförmigen Ventilkörper 1 mit angeschweißten Flanschen. Der
untere Flansch trägt die Dichtung 2, auf die die Kreisringplatte 3 aufgesetzt ist.
Diese wiederum trägt die Dichtung 2' für die zweite Kreisringplatte 3', welche die
Dichtung 2" für die mittlere Abschlußplatte 3" trägt. Die Kreisringplatten sind
einzeln aneinander und die letzte Kreisringplatte ist an der mittleren Verschlußplatte
aufgehängt. Die in der Figur dargestellten Hängeglieder bestehen aus Ösen 4 und
Haken 5; es können aber selbstverständlich auch beliebige andere Hängeglieder geeigneter
Konstruktion verwendet werden. Die mittlereVerschlußplatte hängt an einem Hebemechanismus,
welcher beispielsweise, wie in der Zeichnung dargestellt, aus zwei Zugstangen 6,
6 besteht, die mittels Gelenken mit den Schraubenmuttern 7, 7 verbunden sind. Die
Muttern verschieben sich an einem rechts- und linksgängigen Gewinde der Spindel
8, die im Körper 1 gelagert ist und von außen her durch das Handrädchen 9 gedreht
werden kann.
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Aus der theoretischen Ableitung geht hervor, daß der kleinste Leitwiderstand
dann erzielt wird, wenn die Leitwiderstände der Durchgangsöffnungen der einzelnen
Kreisringplatten und der mittleren Verschlußplatte gleich groß sind.
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Die Abmessungen der Kreisringe 3, 3' und eventuell auch weiterer,
in der Zeichnung nicht dargestellter Kreisringe und der mittleren Abschlußplatte
3" werden deshalb derart gewählt, daß die Bedingung P1 = P2+P3 = P4+P5
= ... = Pn _I+Pn erfüllt ist, wobei P1 die Fläche der Kreisringöffnung
zwischen dem Ventilmantel 1 und der mittleren Abschlußplatte 3", P2 die Fläche
der inneren Kreisöffnung des Kreisringes 3', P3 die Fläche der Kreisringöffnung
zwischen dem Ventilmantel 1 und dem äußeren Umriß der Kreisringplatte 3' usw., P"-1
die Fläche der inneren Öffnung der untersten Kreisringplatte und P" die Fläche zwischen
dem äußeren Umriß dieser Kreisringplatte und dem Ventilmantel bezeichnen.
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Das erfindungsgemäße Ventil, welches für beliebige Durchmesser konstruiert
werden kann, dient sowohl als Abschlußventil als auch als Auffangvorrichtung. Es
ist von einfacher Konstruktion und Handhabung und setzt die Pumpgeschwindigkeit
der Pumpe höchstens um 30010 herab.
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Das beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel
kann verschiedenartig abgeändert werden, ohne den Bereich des geforderten Schutzes
zu überschreiten.
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Insofern in den nachfolgenden Patentansprüchen Bezugsziffern angeführt
werden, sind sie bloß als Hinweis auf die beispielsweise dargestellte Ausführung
anzusehen, wobei der Bereich der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt wird.