DE1274273B

DE1274273B - Pump capacitor for generating a vacuum with the help of a deep-freeze condensation element

Info

Publication number: DE1274273B
Application number: DEM63812A
Authority: DE
Inventors: Dr Gustav Klipping; Dipl-Chem W Mascher
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1964-09-15
Filing date: 1965-01-16
Publication date: 1968-08-01

Description

Pumpkondensator zur Erzeugung eines Vakuums mit Hilfe eines tiefkühlbaren Kondensationselementes Das Hauptpatent 1252 356 betrifft einen Pumpkondensator zur Erzeugung eines Vakuums mit Hilfe eines tiefkühlbaren Kondensationselementes, welches als Kältemittelverdampfer eine schraubenlinienförmig gewickelte Rohrwicklung enthält, wobei die Rohrwicklung mindestens einen Hohlzylinder bildet, in dessen freiem Innenraum wenigstens eine Rohrspirale als kühlbarer Zwischenboden angeordnet und mit der Rohrspirale des Hohlzylinders in Reihe geschaltet ist, wobei der Zuführungsanschluß des Kältemittels an einer Rohrspirale des Zwischenbodens liegt.Pump capacitor for generating a vacuum with the help of a deep-freeze Condensation element The main patent 1252 356 relates to a pump capacitor for Creation of a vacuum with the help of a deep-freeze condensation element, which contains a helically wound tube winding as the refrigerant evaporator, wherein the tube winding forms at least one hollow cylinder in its free interior at least one spiral tube arranged as a coolable intermediate floor and with the spiral tube of the hollow cylinder is connected in series, the supply connection of the refrigerant is on a spiral tube of the false floor.

Der Pumpkondensator gemäß dem Hauptpatent ist als Kondensationselement für Wasserstoff und andere tiefsiedende Gase geeignet. Eine innere Kondensationsfläche kann auf Temperaturen unterhalb 4,2° K gehalten werden, so daß an dieser Fläche Wasserstoff kondensiert, während eine äußere Kondensationsfläche auf einer etwas höheren Temperatur gehalten wird, die zur Kondensation von Stickstoff und anderen Gasen ausreicht.The pump capacitor according to the main patent is a condensation element suitable for hydrogen and other low-boiling gases. An inner surface of condensation can be kept at temperatures below 4.2 ° K, so that on this surface Hydrogen condenses while having an external condensation surface on something higher temperature is kept leading to the condensation of nitrogen and others Gases is sufficient.

Bei dem beschriebenen Pumpkondensator bestehen jedoch noch Nachteile hinsichtlich der Temperaturverteilung auf der inneren Kaltfläche (kühlbarer Zwischenboden). Dies ist durch den Aufbau der inneren Kaltfläche bedingt.However, there are still disadvantages in the pump capacitor described with regard to the temperature distribution on the inner cold surface (coolable intermediate floor). This is due to the structure of the inner cold surface.

Die Aufgabe besteht darin, in einer Weiterentwicklung der Erfindung des Hauptpatents die genannten Nachteile zu vermeiden, damit eine günstigere Temperatureinteilung auf dem kühlbaren Zwischenboden zu erreichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zwischenboden aus einer ein System von Strömungskanälen enthaltenden Platte besteht. Zweckmäßigerweise verzweigen sich die Kältemittel führenden Strömungskanäle an der Eintrittsstelle des Kältemittels im Zwischenboden, und die Strömungskanäle im Zwischenboden sind so angeordnet, daß das Kältemittel in radialer Richtung im Gegenstrom geführt wird.The task is in a further development of the invention of the main patent to avoid the disadvantages mentioned, thus a more favorable temperature classification to reach on the coolable intermediate floor. This object is achieved according to the invention solved in that the intermediate floor consists of a system of flow channels containing plate. Appropriately, the refrigerants leading branch Flow channels at the point of entry of the refrigerant in the false floor, and the Flow channels in the false floor are arranged so that the refrigerant in radial Direction is guided in countercurrent.

Der Vorteil einer derartigen Vorrichtung besteht darin, daß eine gleichmäßige Temperaturverteilung auch auf dem kühlbaren Zwischenboden bei m;nirnalen Kältemittelverbrauch erreicht wird. Die Führung des Kältemittels im radialen Gegenstrom innerhalb des Zwischenbodens führt zu gutem Temperaturausgleich innerhalb der ganzen Fläche.The advantage of such a device is that a uniform Temperature distribution also on the coolable intermediate floor with minimal refrigerant consumption is achieved. The guidance of the refrigerant in radial countercurrent within the Intermediate floor leads to good temperature equalization within the entire area.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Pumpkondensators dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch den Pumpkondensator mit plattenförmigem Zwischenboden, F i g. 2 einen horizontalen Schnitt durch den gekühlten Zwischenboden. Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, ist der Pumpkondensator auf einem Grundflansch 1 aufgebaut, in den die oben offenen Mantelrohre 2 und 3 des Hüllrohrs 22 für den als Zuführung für das flüssige Kältemittel dienenden eingekuppelten Vakuummantelheber 23, 24 und der Abgasleitung 5 eingesetzt sind. Das Hüllrohr 22 ist teilweise von einem Strahlungsschutzrohr 25 umgeben, welches mit dem Hüllrohr 22 in Wärmekontakt steht. In das Hüllrohr 22 ist ein mit einer Bohrung 26 versehenes Endstück 27 eingesetzt. In die Bohrung 26 münden mehrere in das Endstück 27 eingesetzte Rohre 28, welche an ihrem anderen Ende mit einem System von Strömungskanälen 29 im Zwischenboden 30 verbunden sind. Von dem Zwischenboden 30 führt ein ebenfalls mit dem System von Strömungskanälen 29 in Verbindung stehendes, aus einem schlecht wärmeleitenden Material bestehendes, spiralförmig gebogenes Rohr 8 zu der bifilar gewickelten, einen Hohlzylinder bildenden Rohrspirale 9. Die Rohrspirale 9 ist über ein ebenfalls schlecht wärmeleitendes, spiralförmig gebogenes Abgasrohr 11 mit dem Innenraum eines aus einem plattenförmigen Hohlkörper bestehenden Wärmeleitungs- und Strahlungsschutzes 31 verbunden. Der Innenraum des Strahlungsschutzes 31 steht andererseits über die Abgasleitung 5 und den Flansch 12 über ein hier nicht gezeichnetes Regelventil mit einer ebenfalls nicht gezeichneten Vakuumpumpe in Verbindung.In the drawings, an embodiment of the pump capacitor according to the invention is shown. It shows F i g. 1 shows a vertical section through the pump capacitor with a plate-shaped intermediate floor, FIG. 2 a horizontal section through the cooled intermediate floor. As shown in FIG. 1, the pump capacitor is built on a base flange 1 into which the open-topped casing pipes 2 and 3 of the casing pipe 22 for the coupled vacuum jackets 23, 24 and the exhaust pipe 5 serving as a feed for the liquid refrigerant are inserted. The cladding tube 22 is partially surrounded by a radiation protection tube 25, which is in thermal contact with the cladding tube 22. An end piece 27 provided with a bore 26 is inserted into the cladding tube 22. A plurality of tubes 28 inserted into the end piece 27 open into the bore 26 and at their other end are connected to a system of flow channels 29 in the intermediate floor 30. A spiral-shaped tube 8 , which is also connected to the system of flow channels 29 and is made of a poorly thermally conductive material, leads from the intermediate floor 30 to the bifilar-wound tube spiral 9 forming a hollow cylinder bent exhaust pipe 11 is connected to the interior of a heat conduction and radiation protection 31 consisting of a plate-shaped hollow body. The interior of the radiation protection 31 is on the other hand connected via the exhaust gas line 5 and the flange 12 via a control valve, not shown here, to a vacuum pump, also not shown.

Das Vakuummantelrohr 2 und das Hüllrohr 22 sind am unteren Ende in ein gemeinsames Endstück 32 eingesetzt, welches mit einer Dichtungsverschraubung 33 versehen ist, mittels derer der Vakuummantelheber 23, 24 gasdicht in das Hüllrohr 22 eingekuppelt werden kann. Das das Hüllrohr 22 umgebende Strahlungsschutzrohr 25 steht mit dem gekühlten Strahlungsschutz 31 in Wärmekontakt.The vacuum jacket tube 2 and the cladding tube 22 are shown at the lower end in FIG a common end piece 32 is used, which with a sealing screw connection 33 is provided, by means of which the vacuum jacket lifter 23, 24 is gas-tight into the jacket tube 22 can be engaged. The radiation protection tube surrounding the cladding tube 22 25 is in thermal contact with the cooled radiation protection 31.

F i g. 1 zeigt ferner die zur Temperaturmessung und Steuerung der Vorrichtung dienenden Dampfdruckthermometer, die aus den Meßfühlern 151 und 171 und den Zuleitungsrohren 15 und 17 bestehen. Flansch 20 dient zur Verbindung des Dampfdruckthermometers 151, 15 mit dem Meß- und Regelsystem. Außerdem sind die zur Halterung des Kondensatorsystems dienenden Edelstahlstifte 13 und 14 sowie die zur Zentrierung des Zwischenbodens 30 im Hohlzylinder 9 dienenden Edelstahlfahnen 16 zu erkennen. über Flansche 12 am Ende der Abgasleitung 3, 5 wird die Vorrichtung an die Abpumpleitung angeschlossen.F i g. 1 also shows the steam pressure thermometers which are used for temperature measurement and control of the device and which consist of the measuring sensors 151 and 171 and the supply pipes 15 and 17. Flange 20 is used to connect the steam pressure thermometer 151, 15 to the measuring and control system. In addition, the stainless steel pins 13 and 14 used to hold the capacitor system and the stainless steel lugs 16 used to center the intermediate floor 30 in the hollow cylinder 9 can be seen. The device is connected to the pump-out line via flanges 12 at the end of the exhaust pipe 3, 5.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch den Zwischen= boden 30 des Kondensationselementes, aus dem die Anordnung der Strömungskanäle 29 ersichtlich ist. Bei 34 tritt das Kältemittel in die Strömungskanäle 29 ein, durchströmt sie in Pfeilrichtung und tritt bei 35 aus den Strömungskanälen 29 aus. Soweit vorstehend Einzelheiten erläutert sind, die nicht Merkmale der Kennzeichnung in den Ansprüchen betreffen, gehören sie nicht zur Erfindung.F i g. 2 shows a section through the intermediate base 30 of the condensation element, from which the arrangement of the flow channels 29 can be seen. The refrigerant enters at 34 enters the flow channels 29, flows through them in the direction of the arrow and occurs at 35 from the flow channels 29. As far as details are explained above, which do not relate to features of the marking in the claims do not belong to them to the invention.

Claims

Claims: 1. Pump capacitor for generating a vacuum with With the help of a deep-freeze condensation element, which acts as a refrigerant evaporator contains a helically wound tube winding, the tube winding forms at least one hollow cylinder, in the free interior of which at least one Pipeline arranged as a coolable intermediate floor and with the spiral pipe of the hollow cylinder is connected in series, the supply connection of the refrigerant to the pipeline of the intermediate floor is, according to patent 1252 356, thereby g e -k e n n n z e i c h n e t that the intermediate floor (30) consists of a system of flow channels (29) containing Plate consists.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Flow channels (29) carrying refrigerant in the intermediate floor (30) are located at the point of entry (30) of the refrigerant branch.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the flow channels (29) are arranged in the intermediate floor (30) are that the refrigerant is guided in the radial direction in countercurrent.