DE1300624B

DE1300624B - Pumpkondensator zur Erzeugung eines Vakuums mit Hilfe eines tiefkuehlbaren Kondensationselementes

Info

Publication number: DE1300624B
Application number: DE1965M0077476
Authority: DE
Inventors: Dr Gustav; Klipping; Mascher; Dr Werner
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: 1969-08-07

Description

In dem Patent 1252 356 ist ein Pumpkondensator zur Erzeugung eines Vakuums mit Hilfe eines tiefkühlbaren Kondensationselementes beschrieben, 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.
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.
Bei dem beschriebenen Pumpkondensator bestehen jedoch noch Nachteile hinsichtlich des Kältemittelverbrauches. Dies ist durch die Art der Kältemittelzufuhr bedingt.
Die Aufgabe besteht darin, in einer Weiterentwicklung der Erfindung des Hauptpatentes die genannten Nachteile zu vermeiden, somit den Strahlungsschutz und die Wärmeisolierung zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das aus dem gekühlten Zwischenboden und dem oder den ihn umgebenden Hohlzylindern bestehende Kondensationselement auf der dem Grundflansch zugekehrten Seite mit dem Strahlungsschutz und Schutz gegen Wärmeleitung versehen ist, welcher aus einem plattenförmigen Hohlkörper besteht, dessen Innenraum mit der Abgasleitung in Verbindung steht, so daß der Strahlungsschutz dem zylinderförmigen Hohlkörper im Kältemittelkreislauf nachgeschaltet ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß in wärmeleitender Verbindung mit dem plattenförmigen Hohlkörper ein Strahlungsschutzrohr vorgesehen ist, welches ein Hüllrohr der Kältemittelzuleitung abschnittsweise umgibt und an seinem anschlußseitigen Ende mit dem Hüllrohr in wärmeleitender Verbindung steht.
Der Vorteil einer derartigen Vorrichtung besteht darin, daß die Wärmezufuhr zur inneren Kaltfläche über das Zuleitungsrohr für das flüssige Kältemittel durch die Kühlung des Hüllrohres auf ein Minimum herabgesetzt ist.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Pumpkondensators dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch das Kondensationselement mit plattenförmigem Zwischenboden, gekühlter Strahlungsschutzplatte und Hüllrohr mit gekühltem Strahlungsschutzrohr, 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 ist. 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 dem Flansch 12 über ein hier nicht gezeichnetes Regelventil mit einer ebenfalls nicht gezeichneten Vakuumpumpe in Verbindung.
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.
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. 2 zeigt einen Schnitt durch den Zwischenboden 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.

Claims

Patentansprüche: 1. 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 Rohrleitung als kühlbarer Zwischenboden angeordnet und mit der Rohrspirale des Hohlzylinders in Reihe geschaltet ist, wobei der Zuführungsanschluß des Kältemittels an der Rohrleitung des Zwischenbodens liegt, nach Patent 1252 356, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das aus dem gekühlten Zwischenboden (30) und den oder dem ihn umgebenden Hohlzylindern (9) bestehende Kondensationselement auf der dem Grundflansch (1) zugekehrten Seite mit dem Strahlungsschutz und Schutz gegen Wärmeleitung (31) versehen ist, welcher aus einem plattenfömigen Hohlkörper besteht, dessen Innenraum mit der Abgasleitung (11, 5) in Verbindung steht, so daß der Strahlungsschutz (31) dem zylinderförmigen Hohlkörper (9) im Kältemittelkreislauf nachgeschaltet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in wärmeleitender Verbindung mit dem plattenförmigen Hohlkörper ein Strahlungsschutzrohr (25) vorgesehen ist, welches ein Hüllrohr (22) der Kältemittelzuleitung abschnittsweise umgibt und an seinem anschlußseitigen Ende mit dem Hüllrohr (22) in wärmeleitender Verbindung steht.