-
Tragvorrichtung für eine Diffusionspumpen-Düsenanordnung Die Erfindung
bezieht sich auf eine Tragvorrichtung für eine Diffusionspumpen-Düsenanordnung,
die mehrere je um eine gemeinsame Achse verlaufende Düsenstufen aufweist.
-
Bei Diffusionspumpen mittleren und größeren Formats ist es bisher
üblich gewesen, die Düsenabschnitte miteinander und mit den Stützteilen oder der
Düsenbaugruppe zu verschweißen oder zusammenzulöten. Die dadurch entstehende Anordnung
bildet eine Einheit, stellt also einen einzigen Baukörper dar, welcher in ein Pumpengehäuse
eingebaut oder aus diesem herausgenommen werden muß, da an ihm alle Düsenstufen
befestigt sind. Für besonders große Diffusionspumpen ist dieses Bewegen der Düsenanordnungen
sehr beschwerlich und führt manchmal zum Beschädigen von Anordnungen, die an den
Seiten oder an den Enden des Pumpengehäuses entlangscheuern oder unachtsamerweise
gegen diese gestoßen werden.
-
Ein anderer Nachteil der geschweißten einheitlichen Düsenbaugruppe
besteht in den Schwierigkeiten und in den Kosten, die beim Herausnehmen eines einzelnen
Düsenabschnitts entstehen, wenn ein solcher Abschnitt beschädigt oder abgenutzt
ist. Während des Herstellens der üblichen Düsenbaugruppen besteht ständig die Schwierigkeit,
die Konzentrizität und die Ausfluchtung der Abschnitte während ihres Zusammenbaus
einzuhalten. Wenn diese Teile außerdem noch aus Metallteilen mit geringer Dicke
hergestellt sind, ist die Wahrscheinlichkeit ihres Verwerfens oder Verbieaens während
des Verschweißens sehr groß.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, für eine Diffusionspumpen-Düsenanordnung
mit mehreren je um eine gemeinsame Achse verlaufenden Düsenstufen eine neue und
verbesserte Tragvorrichtung zu schaffen, welche die oben aufgezählten Schwierigkeiten
und Nachteile vermeidet.
-
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Tragvorrichtung aus einer
Anzahl vor. in bezug auf die gemeinsame Achse radial verlaufenden Tragplatten besteht,
die eine Anzahl von treppenförmigen Stufen zur lagegerechten Abstützung der Düsenstufenbauteile
bilden.
-
Die Erfindung ist besonders geeignet für Diffusionspumpen großer Abmessungen,
eignet sich jedoch auch für kleine Pumpen und für Pumpen mittlerer Größe. Die verbesserte
Düsenanordnung kann leicht in ein Gehäuse einer Diffusionspumpe ein-oder aus einem
solchen ausgebaut werden. Auch das Austauschen anderer Einzelteile der Pumpe ist
sehr leicht durchzuführen. Eine bekannte Tragvorrichtung weist einen haubenförmigen
Bauteil auf, der einen entfernbaren Teil der obersten Düsenstufe bildet. Im Sinne
eines erleichterten Ein- und Ausbaus der gesamten erfindungsgemäßen Tragvorrichtung
mit einem solchen haubenförmigen Bauteil kann innerhalb eines entlang der Innenkanten
der Tragplatten verlaufenden Tragzylinders eine Stange verschiebbar angeordnet sein,
die mit dem haubenförmigen Bauteil verbunden ist und an ihrem Unterende eine Platte
trägt, der - zwecks Begrenzung der Aufwärtsverschiebung der Stange - ein Anschlag
im Tragzylinder zugeordnet ist.
-
Ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Tragvorrichtung
sowie einer damit ausgerüsteten Diffusionspumpe ist in der Zeichnung dargeste',It.
Es zeigt F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Diffusionspumpe
mit einer Düsenanordnung und Tragvorrichtung, F i g. 2 eine teilweise geschnittene
Oberansicht der in F i g. 1 gezeigten Düsenanordnung und F i g. 3 eine perspektivische
Darstellung der Tragvorrichtung.
-
Das Gehäuse 10 der Diffusionspumpe besteht aus einem hohlen zylindrischen
Gehäuse 12, mit den: ein Boden 14 unlösbar verbunden ist. Der Boden 14 kann an der
unteren Kante des hohlen zylindrischen Gehäuses 12 angeschweißt oder auf
andere Weise befestigt sein, so daß die Verbindungsstelle abgedichtet ist.
-
Am oberen Ende der Pumpe befindet sich ein Eintrittsflansch 16, an
dem ein zugeordneter Flansch befestigt
werden kann, der ein Teilstück
des zu evakuierenden Systems darstellt. Der Pumpeneintritt wird durch die zentrale
Öffnung 18 des Flansches 16 gebildet und führt in das Innere des Gehäuses
10.
Die Austrittsseite der Pumpe hat ein Rohr 19, dessen eines Ende in den
unteren Teil des Gehäuses 12 einmündet.
-
Im Inneren der Pumpe befindet sich eine Düsenanordnung, die im ganzen
mit 20 bezeichnet ist. Die Düsenanordnung umfaßt einen hohlen, zentral angeordneten
Stapel von Düsen, die einander überlappende Abschnitte aufweisen, welche ringförmige,
nach unten ausgerichtete Öffnungen bilden, die mit 22, 24,26 und 28 bezeichnet sind.
In dem mittleren Raum der Düsenanordnung 20 aufsteigende Dämpfe werden durch
die jeweiligen Austrittsöffnungen in nach unten gerichtete Düsen geleitet. Der Ölspiegel
am Boden der Pumpe ist mit 35 bezeichnet. An der Innenfläche des Gehäuses 12 kondensieren
die Dämpfe, welche aus den Düsenöffnungen mit Richtung nach unten austreten, und
die dabei entstehenden Öltröpfchen fließen an der Wand des Gehäuses 12 nach unten
und gelangen so in die Ölfüllung zurück.
-
Die Heizeinrichtung 36 befindet sich auf dem Boden 14 im unteren Teil
des Gehäuses 10 und dient zum Erwärmen der darin befindlichen Flüssigkeit und damit
zum Erzeugen von Dämpfen für den Betrieb der Pumpendüsen. Der Boden 14 ist vorzugsweise
so ausgebildet, daß er einen in der Mitte angeordneten Dom 38 hat, der einen
wesentlichen Teil der Bodenfläche einnimmt und damit die zum vollen Betrieb der
Pumpe erforderliche Flüssigkeitsmenge wesentlich verringert.
-
Die beispielsweise verwendete Heizeinrichtung 36 weist ein Paar konzentrisch
angeordneter Heizringe 39,40 auf, die koaxial zum Gehäuse 12 liegen und in
an sich bekannter Weise unter Verwendung einer nicht dargestellten elektrischen
Stromquelle den elektrischen Heizbetrieb durchführen.
-
über der Heizeinrichtung 36 und dem Dom 38 ist eine Tragvorrichtung
41 für die Düsenanordnung vorgesehen. Der Rahmen hat eine Anzahl von sich
radial erstreckenden Platten 42, die gerade Innenkanten 44 aufweisen, welche
in Abständen voneinander an dem Umfang eines Tragzylinders 46 befestigt sind. Die
Außenkante jeder der Platten 42 ist in einer Anzahl von stufenweise aufsteigenden
Paaren von waagerechten Absätzen und von aufsteigenden Kanten unterteilt, welche
jeweils die Austrittsöffnungskonstruktionen der Düsenanordnung tragen. Wie in F
i g. 1 und 3 dargestellt, hat jede Platte 42
waagerechte Kanten 48, 52, 56
und 58 sowie aufsteigende Kanten 50, 54, 57 für die einzelnen Stufen 59.
Damit die Platten 42 in einem festen Winkelabstand zueinander verbleiben und um
die Steifigkeit des Rahmens zu erhöhen, sind die Platten 42 durch ein ringförmiges
Metallband 60 (Außenband) verbunden, welches an einer Schulter 62 entlanggeführt
ist, die jeweils zu einer vorstehenden Zunge 63 gehört, welche sich an der waagerechten
Kante 48 eines jeden oberen Endes der Platten befindet. Ein weiteres ringförmiges
Metallband 64 (Innenband) verbindet die Platten entlang einer Schulter 66, die sich
an dem unteren Ende jeder der Platten befindet.
-
F i g. 3 zeigt eine zusammengebaute Tragvorrichtung 41. In
der Abbildung hat der Rahmen acht Platten 42, die an dem Tragzylinder 46 radial
angeordnet sind. Die Winkel zwischen den Platten sind vorzugsweise gleich. Jede
geeignete Zahl von Platten kann zur Anwendung gelangen. Die zusammengebaute Tragvorrichtung
41 kann in das Gehäuse 12 der Pumpe eingesetzt werden, wozu eine besondere, in F
i g. 1 dargestellte Einrichtung vorgesehen ist. Das Innere des Tragzylinders 46
hat zwischen seinen Enden eine quer verlaufende Wand 68, und in dem Zylinder ist
eine Stange 70 angeordnet, welche durch eine Öffnung 72 in der Wand 68 verschoben
werden kann. An dem unteren Ende der Stange 70 befindet sich eine Halteplatte
74. Bei einer Aufwärtsbewegung der Stange 70 berührt die Platte 74 die Unterseite
der Wand 68, und bei einer Fortführung der Aufwärtsbewegung der Stange wird der
ganze Rahmen 40 mitgenommen. An dem oberen Ende der Stange 70 befindet
sich eine Öse 76, welche mit einem Haken 78
eines Schaftes 80 zusammenarbeitet,
der seinerseits an der Haube 82 der ganz oben liegenden ersten Austrittsstufe 22
befestigt sein kann. Wenn der Rah-men 40 aus dem Pumpengehäuse herausgezogen
wergen-soll, braucht lediglich die Haube 82 aus ihrer gewöhnlichen Betriebsstellung
herausgenommen und mit dem Schaft 80 so weit nach oben gezogen zu werden,
bis die Öse 76 der Stange 70 herauskommt und erfaßt werden kann. Die Stange 70 kann
von Hand oder mit Hilfe einer geeigneten mechanischen Hebeeinrichtung nach oben
gezogen werden, je nachdem, wie groß das Gewicht der Düsenanordnung und des Stützrahmens
40 ist.
-
Die die Austrittsöffnungen umgebenden Teile der Düsenanordnung
20 werden an der Tragvorrichtung 41 einzeln lösbar befestigt. Die
Austrittsöffnung 22
der ersten Stufe hat eine Haube 82 und einen zugehörigen
Austrittsöffnungsrand 86. Wie schon beschrieben, ist die Haube
82 an dem Schaft 80 befestigt. Abstandsstücke 86 sind vorgesehen,
welche mit dem Rand 86 verbunden sind und die Haube 82
abnehmbar tragen, wobei
das Gewicht der Elemente 70, 74 und 82 die Haube 82 in ihrer richtigen Lage festhält.
Der erste Stufenrand 86 sitzt an dem oberen Ende des Schachtes 88 der ersten Stufe,
welcher an seinem unteren Ende die Haube 90 der zweiten Austrittsöffnungsstufe
22 trägt. Der Schacht 88 wird von den Kanten 48 der Platten 42 getragen
und umgibt seinerseits den Schacht 80. den er mit der Haube 82
trägt.
-
Zu der Haube 90 gehört ein einen Teil der zweiten Austrittsöffnungsstufe
24 bildender zweiter Stufenrand 92, welcher das obere Ende des Schachtes
93
der zweiten Stufe darstellt. Dieser Schacht liegt ringsherum an den aufsteigenden
Kanten 50 der Platten 42 an und wird von den waagerechten Kanten
52
dieser Platten getragen. Am unteren Ende des Schachtes 93 ist die Haube
94 der dritten Stufe befestigt, welche zusammen mit einem dritten Stufenrand 96
die Austrittsöffnung 26 der dritten Stufe bildet. Der Rand 96 stellt das obere Ende
des Schachtes 98 der dritten Stufe dar, welcher seinerseits von den waagerechten
Kanten 56 der Platten 42 getragen wird und an den aufsteigenden Kanten
54 anliegt. An dem unteren Ende des Schachtes 98 ist die Haube
100 der vierten Stufe befestigt, welche zusammen mit einem Rand
102 die Austrittsöffnung 28 der vierten Stufe bildet. Der Rand 102
stellt das obere Ende eines Schachtes 104 der vierten Stufe dar, welcher mit seinem
unteren Ende an der Einfassung 106 der Düsenanordnung 20 befestigt
ist. Der Schacht 104
und folglich auch der Rand 102 und die Einfassung
106 sind an den waagerechten Kanten 59 der Platten 42 mit Hilfe eines
Ringes 108 abgestützt, der an der Innenfläche des Schachtes 104 befestigt
ist und an den waagerechten Kanten 59 anliegt.
-
Der Schacht 104 liegt an den aufsteigenden Kanten 59 der Platten 42
dicht an und hat an seiner Einfassung 106 in gleichen Abständen angeordnete Vorsprünge
109, welche so ausgeführt sind, daß sie sich an die Innenfläche des Pumpengehäuses
12 anlegen können. Auf diese Weise kann die vierte oder unterste Stufe der Düsenanordnung
gegenüber dem Pumpengehäuse zentriert werden und dient damit als Hauptzentriereinrichtung
für die zusammengebaute Düsenanordnung. Die Zentrierung des Schachtes 104 der vierten
Stufe mit Hilfe der Vorsprünge 109 dient gleichzeitig zum Zentrieren der Tragvorrichtung
41, was durch das Zusammenwirken des Schachtes 104
mit den aufsteigenden Kanten
59 bewirkt wird. An dem Rand 102 der vierten Stufe sind ringsherum Abstandsstücke
110 befestigt, welche die Haube 100 der vierten Stufe in einem richtigen Austrittsöffnungsabstand
halten und die Haube 100 gegenüber dem Rand 102 richtig einstellen.
In gleicher Weise ist eine Anzahl von am Umfang angeordneten Abstandsstücken
112 an dem Rand 96 der dritten Stufe befestigt, welche die Haube 94
der dritten Stufe in einem richtigen Austrittsöffnungsabstand von dem Rand halten
und damit die Haube 94 gegenüber dem Rand 96 einstellen.
-
Weiter aufwärts ist an dem Rand 92 der zweiten Stufe eine Anzahl von
Abstandsstücken 114 befestigt. welche die Haube 90 der zweiten Stufe
in einem für den Pumpenbetrieb richtigen Abstand halten und damit die Haube gegenüber
dem zugehörigen Rand einstellen.
-
Die Einfassung 106, der Schacht 104 und der Rand 102 sind beispielsweise
durch Schweißen oder Löten miteinander so befestigt. daß sie eine vollständige besondere
Einheit bilden, welche rings um die Tragvorrichtung 41, wie in F i g.1 gezeigt,
angeordnet ist. Die senkrechte Lage dieser Einheit ist durch die Anlage des Ringes
108 auf der waagerechten Kante 58
bestimmt. Die Zentrierung dieser
Einheit zum Pumpengehäuse erfolgt durch die Vorsprünge 109, und die Zentrierung
gegenüber der Tragvorrichtung 41 erfolgt durch die Anlage des Schachtes
104 an den aufsteigenden Kanten 59.
-
Die Haube 100, der Schacht 98 und der Rand
94
sind ebenfalls miteinander verbunden, so daß eine weitere komplette Einheit
entsteht, die rings um die Tragvorrichtung 41 angeordnet und so weit nach unten
eingesetzt wird, bis die Haube 100 die Abstandsstücke 110 berührt und das untere
Ende des Schachtes sich auf die waagerechten Kanten 56 aufsetzt. Die Zentrierung
dieser Einheit wird bewirkt durch die Anlage des Schachtes 98 an den aufsteigenden
Kanten 54.
-
In gleicher Weise sind die Haube 94, der Schacht 93 und der
Rand 92 miteinander verbunden und bilden eine dritte Einheit, die oberhalb des Schachtes
98 angeordnet ist und so weit nach unten eingesetzt wird, bis das untere Ende des
Schachtes 93 gegen die waagerechten Kanten 52 stößt und die Haube 94 sich an die
Abstandsstücke 112 anlegt. Die Zentrierung dieser Einheit wird bewirkt durch die
Anlage der aufsteigenden Kanten 50 an der inneren Fläche des Schachtes 93.
-
Die Haube 90, der Schacht 88 und der Rand 86 sind gleichfalls miteinander
so verbunden, daß sie eine vierte vollständige Konstruktionseinheit bilden, welche
auf den waagerechten Kanten 48 aufliegt und durch die Anlage des Ringes
60 an der Schulter 62
der Zunge 63 gegenüber dem Rahmen zentriert ist.
-
Wenn die Düsenanordnung 20 auseinandergenommen werden soll, ist zunächst
die vierte Einheit einfach durch Anheben derselben herauszunehmen, worauf dann aufeinanderfolgend
mit der dritten, zweiten und ersten Einheit in gleicher Weise verfahren wird. Für
den Fall, daß gewünscht wird, daß die ganze Düsenanordnung aus der Pumpe herausgenommen
werden soll, braucht die Bedienungsperson nur die Stange 70 vertikal nach
oben zu ziehen, wodurch die gesamte Tragvorrichtung 41 aus dem Pumpengehäuse herausgehoben
wird. Beim Anheben der Tragvorrichtung werden die vier Einheiten, welche die Austrittsöffnungen
bilden, mit angehoben. Jede Austrittsöffnung kann dann einzeln herausgenommen werden
und auf diese Weise auch wieder zusammengesetzt werden, wenn eine oder mehrere beschädigt
oder abgenutzt sind.