DE1628431A1

DE1628431A1 - Optionally with coolants of different temperatures coolable propellant catcher for vacuum steam pumps

Info

Publication number: DE1628431A1
Application number: DE19671628431
Authority: DE
Inventors: Marcel Kohler
Original assignee: Balzers AG
Current assignee: OC Oerlikon Balzers AG
Priority date: 1966-08-23
Filing date: 1967-07-22
Publication date: 1971-11-18
Also published as: US3433297A; CH437616A; NL6614810A; GB1124410A

Description

BALZERS VAKUUM GMBH, Seehofstrasse 11, 6 - Prankfurt / M.-7oBALZERS VAKUUM GMBH, Seehofstrasse 11, 6 - Prankfurt / M.-7o

Wahlweise mit Kühlmitteln verschiedener Temperatur kühlbarer Treibmittelfänger für VakuumdampfpumpenPropellant trap for vacuum steam pumps that can optionally be cooled with coolants of different temperatures

Eine wahlweise Kühlmöglichkeit eines Treibraittelfa'ngers für Vakuumdampfpumpen mit verschiedenen Kühlmitteln wäre nützlich, um.die Pumpe verschiedenen Betriebsbedingungen anpassen zu können. Wenn eine stärkere Treibmittelrüokströmung zulässig ist oder wenn die Pumpe bei Betrieb über ein Plattenventil vom Rezipienten getrennt ist, ist Wasserkühlung zweckmäßig. Wenn dagegen zur Erzielung des bestmöglichen Hochvakuums der Treibmittaldampf druck im Rezipienten möglichst gering gehalten werden soll, ist Kühlung mit flüssigem Stickstoff zweckmä'ssig. Dabei ist darauf zu achten, dass der Anteil des rückströ'menden Treibmittels, der auf dem Treibmittelfänger ausfriert, möglichst gering ist, weil der Betrieb der Pump· duroh grösaeren Treibnittelverlust gestört würde.An optional cooling option for a propellant trap for vacuum steam pumps using different coolants would be useful to. the pump to be able to adapt to different operating conditions. If a stronger propellant return flow is permitted or if the pump is in operation is separated from the recipient via a plate valve, is water cooling expedient. If, on the other hand, to achieve the best possible high vacuum the propellant vapor pressure in the recipient can be kept as low as possible cooling with liquid nitrogen is advisable. It is on it ensure that the proportion of the backflowing propellant that is on the Propellant catcher freezes out, is as small as possible, because the operation of the pump would interfere with a greater loss of propellant.

/diffusions-Eine (aus der Deutstoen Patentschrift 1 ooo 965) bekannte Dampfstrahlpumpe nlt einem Kühler, der zwischen der Pumpe und dem zu evakuierenden Raum angebraoht war und der «ine Temperatur von mindestens 4o Grad odor niedriger/ diffusion-A (from Deutstoen patent specification 1 000 965) known steam jet pump nlt a cooler, which is mounted between the pump and the room to be evacuated and the temperature was at least 40 degrees or lower

BAD 109847/0235BATH 109847/0235

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aufwies« war dadurch ausgezeichnet, dass der Kühler mit einer Kühlplatte, die sich in der Bahn der Gasteilchen befand und mit Mitteln versehen war, durch welche die Temperatur dieser Platte so hoch gehalten wurde, dass der sieh nahe der Kühlplatte befindende Dampf der Pumpflüssigkeit darauf nur flüssig kondensieren konnte»had «was characterized by the fact that the cooler was equipped with a cooling plate, which was in the path of the gas particles and was provided with means by which the temperature of this plate was kept so high the fact that the vapor of the pumping liquid, which is close to the cooling plate, could only condense in liquid form on it »

Bei einer anderen (aus der Deutschen Auslegeschrift 1 o?l 890) bekannten Tiefkühlfalle zum Abscheiden von kondensierbaren Dämpfen in Vakuumanlagen, bei der die in einem Kühlmittelbehälter eingefüllten kondensierten Ga3e nach der Au3senluft hin verdamplen und dabei Tiefkühlabsoheideflachen in der Verbindungsleitung zwischen dem Vakuumrezipienten und der Treibmittelpumpe kühlten und bei der ausserdem Absoheldeflachen von höherer Tsnperatur vorhanden waren, an denen die kondensierbaren Dämpfe zunächst in flüssigem Zustand abgeschieden wurden, war eine solche Führung der aus dem Kühlmittelbehälter verdampfenden Gase vorgesehen, dass sie zur Kühlung von solchen AbscheideflKchen dienten« deren Temperatur oberhalb der Temperatur der flüssigen Gase lag. Diese bekannten Anordnungen waren nicht für wahlweisen Betrieb mit Kühlmitteln verschiedener Temperatur gedacht und es ergaben sich deshalb in dieser Hinsicht keine Probleme.In another known (from the German Auslegeschrift 1 o? L 890) Freezer trap for the separation of condensable vapors in vacuum systems, in which the filled in a coolant container condensed Ga3e evaporate towards the outside air and thereby freeze absorption surfaces Cooled in the connecting line between the vacuum recipient and the propellant pump and also in the suction area of higher temperature were present at which the condensable Vapors were initially deposited in a liquid state, one such route was the one evaporating from the coolant tank Gases provided that they are used to cool such separation surfaces served «whose temperature was above the temperature of the liquid gases. These known arrangements were not designed to operate with either option Coolants of different temperatures were thought of and there were therefore no problems in this regard.

Es hat sich gezeigt, dass ein grosser Teil der Treibmittelrüokströmung einer Vakuumdampfpumpe aus einer nahe dem Düsenrand. liegenden Zone des TreibdampfStrahles der β obersten Düse herrührt und dass diese Rückstellung allein schon durch die Abdeckung dieser Zone mittels eines rlng- oder hauhenförmigen Schirmes st&rk verringert werden kann. Ausserdem kann ein solcher Schirm auch dazu dienen, die» übrigen Teile des Treibmittelf'angers vor zu starker Erwärmung durch die Ausstrahlung des heissen Düsenhutes zu schützen. Versucht man, einen solchen Treibmittelfänger mit einem dem Düsenhut zugeordneten Sohirm wahlweis· einmal mit einem Kühlmittel höherer Temperatur, z.B. Wasser, und dann wieder mit einem solchen tieferer Temperatur, z.B. flüssigen Stickstoff, zu betreiben, so ergibt sich die bekannte Schwierigkeit, dass bei guter Wärmeübertragung zwischen dea Treibmittelfänger und d«n Sohirm bei Tiefkühlung der Betrieb der Pumpe duroh Ausfrieren des Treibmittels gestört wird; schaltet manIt has been shown that a large part of the propellant return flow a vacuum steam pump from one near the nozzle edge. lying zone of the Motive steam jet originates from the β uppermost nozzle and that this reset can be greatly reduced simply by covering this zone by means of an elongated or serrated screen. Besides that Such a screen can also serve to hold the other parts of the propellant catcher against excessive heating due to the radiation of the hot To protect the nozzle hat. If you try such a propellant catcher with a screen assigned to the nozzle hat, optionally once with a Higher temperature coolant, e.g. water, and then again with a To operate such a lower temperature, e.g. liquid nitrogen, the known difficulty arises that with good heat transfer between the propellant catcher and the screen in the case of deep-freeze operation the pump is disturbed by the propellant freezing out; one switches

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dagegen zwisohen Schirm und gekühltem Treibmittelfänger einen Wärme» widerstand ein, der das Kondensieren des Treibmittels auf dem Schirm in fester F*orm verhindert, ergibt sich bei Kühlung mit einem Kühlmittel von höherer Temperatur, z.B. Wasser, eine zu geringe Kühl« Wirkung auf den Schirm, wodurch dessen Vorteile weitgehend aufgehoben werden. Eine getrennte Kühlung des Schirmes mit einem eigenen Kühlmittel, so dass für den Schirm auf Jeden Fall die richtige Temperatur erzwungen wird, wäre möglich, aber aufwendig und umständlieh im Betrieb.on the other hand, between the screen and the cooled propellant catcher a heat » resistance, which prevents the condensation of the propellant on the screen in a solid form, results from cooling with a coolant Higher temperatures, e.g. water, have too little cooling effect on the screen, which largely negates its advantages will. Separate cooling of the screen with its own coolant, so that the correct temperature is enforced for the screen in any case, would be possible, but expensive and cumbersome to operate.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen wahlweise mit Kühlmitteln verschiedener Temperatur kühlbaren Treibmittelfänger* für Vakuumdampfpumpen, welcher eine dem Düsenhut der obersten Düse der Pumpe" zugeordneten Schirm trägt, und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm mit dem Treibmittelfänger mittels eines temperaturabhängigen Stellgliedes beweglich verbunden ist.The present invention relates to an optional coolant of various types Temperature coolable propellant trap * for vacuum steam pumps, which is a screen assigned to the nozzle cap of the uppermost nozzle of the pump " carries, and is characterized in that the screen with the propellant catcher is movably connected by means of a temperature-dependent actuator.

Ein solches Stellglied, dessen Funktionscharakteristik den im Eintelfall anzuwendenden verschiedenen Kühlmitteln angepasst sein muss, ermöglicht es, dass dder Schirm bei Jedem Kühlmittel eine solche Lage gegenüber gekühlten Teilen des Treibmittelfängers einnimmt, dass die Temperatur des Schirmes in den für einen zuverlässigen Betrieb der Pumpe zulässigen Grenzen bleibt; das bedeutet, dass bei Kühlung mit einem Kühlmittel bestimmter Temperatur, z.B. Wasser von 15 Grad C, die Wärmeübertragung von Treibmittelfänger auf den Schirm, welche durch Strahlung und Wärmeleitung bestimmt wird, besser sein muss als im Falleder Kühlung mittels eines Kühlmittels von tieferer Temperatur, z.B. flüssigem f^fcieli^ Stickstoffs. Eine bewährte Ausführungsform der Erfindung besteht in einer Ausbildung des Stellgliedes derart, dass der Schirm bei Kühlung mit Wasser den gekühlten Treibmittelfänger wärmeübertragend berührt, dagegen bei Tiefkühlung mit einem verflüssigten Gas von diesem abgehoben ist.Such an actuator, the functional characteristics of which are the same in the individual case different coolants to be used must be adapted it that the screen assumes such a position in relation to cooled parts of the propellant catcher with each coolant that the The temperature of the screen remains within the limits permissible for reliable operation of the pump; that means that when cooling with a coolant certain temperature, e.g. water of 15 degrees C, the heat transfer from the propellant catcher to the screen, which is caused by radiation and Thermal conduction is determined, must be better than in the case of cooling by means of a coolant of lower temperature, e.g. liquid f ^ fcieli ^ Nitrogen. A proven embodiment of the invention consists in a design of the actuator in such a way that the screen is cooled with water touches the cooled propellant catcher in a heat transferring manner, on the other hand Freezing with a liquefied gas is lifted from this.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung werde an Hand anliegender Zeichnung näher beschrieben. Darin bezeichnet 1 den oberen Teil des Gehäuses einer Vakuumdampfpumpe^ dessen Flansch 2 mittels des Flansches J5 das Gehäuse h des Treibmittel'lingers trägt» Cl&ser testeht im ISeiapielsfalle aus einemAn embodiment of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing. 1 is the top referred to the housing of a vacuum vapor pump ^ its flange 2 h, the housing means of the flange J5 transmits the Treibmittel'lingers "Cl ser testeht in ISeiapielsfalle from a

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System ringförmiger abgewinkelter Auf fangbleehö 5 biß 9, die von mehreren Streben Io gehalten werden« die an dem Block 11 befestigt sind. Dieses System von Auffangblechen, welches die Moleküle des aus einem Raum 12 abzupumpenden Oases in Richtung zur Pumpe durchtreten lässt, die Moleküle des Treibraitteldampfes aus der Pumpe aber bei Aufprall auf die Bleche kondensieren soll, wird durch ein angeschweisstes KUhlrohr Ij5, welches vom Jeweils anzuwendenden Kühlmittel durchströmt wird, gekühlt. Der Block IJ trägt mittels zweier Stütsen I^ und 15 ein Bimetallelement 16 und dieses mittels eines durcrfdie zentrale Bohrung 17 des Blockes 11 hindirchragenden Stabes 18 einen den DUsenhut 19 der obersten Düse der Pumpe überdeckenden haubenförmigen Schirm 2o. Die Lage des Schirmes 2o gegenüber dem gekühlten Block 11 wird durch die dem (lad der Kühlung des Bimetallelementes 16 entsprechende Krümmung desselben bestimmt.System of annular angled Auf fangbleehö 5 bit 9, which from several struts Io are held, which are attached to the block 11 are. This system of collecting trays through which the molecules of the oasis to be pumped out of a space 12 pass in the direction of the pump leaves, but the molecules of the propellant vapor from the pump to condense on impact with the sheet metal, is welded on by a KUhlrohr Ij5, which of the respective coolant to be used is flowed through, cooled. The block IJ carries by means of two supports I ^ and 15 a bimetal element 16 and this by means of a through the central Bore 17 of the block 11 protruding rod 18 a the DUsenhut 19 hood-shaped screen 2o covering the top nozzle of the pump. The position of the screen 2o relative to the cooled block 11 is determined by the dem (Lad the cooling of the bimetal element 16 determines the corresponding curvature of the same.

Dem erf indungsgemässen Zweck dieses beweglichen temperaturabhängigen Stellgliedes entsprechend ist der Bimetallstreifen so angeordnet, dass der Schirm bei absinkender Temperatur des Blockes 11 von diesem sich entfernt, dagegen bei steigender Temperatur sich diesem nähert.The purpose of this movable temperature-dependent actuator according to the invention accordingly, the bimetallic strip is arranged in such a way that the screen moves away from the block 11 when the temperature drops, on the other hand, it approaches this as the temperature rises.

Selbstverständlich kann das an Hand dieses Baispieles beschriebene Prinzip mit Hilfe eines temp.eratureitifindlichen Stellgliedes eine solche von der Temperatur des TreibmitteIfangers abhängige Lage des Schirmes, dass dieser stets eine für einen zuverlässigen Betrieb der Pumpe zulässige Temperatur aufweist, zu gewährleisten, auch durch andere Konstruktionen verwirklicht werden. Vor allem können anstelle eines BimetalleIemen*te3 andere bekannte temperaturabhängige Stellglieder treten.Of course, the principle described on the basis of this example with the help of a temp.eratureitifindlichen actuator one of the Temperature of the propellant catcher depends on the position of the screen that this always a permissible temperature for reliable operation of the pump has to ensure, can also be realized by other constructions. Above all, instead of a bimetallic element3, other known temperature-dependent actuators occur.

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Claims

Γΐ] Optionally coolable with coolants of different temperature blowing agent scavenger \ pumps for VakuiHadämpf, the Düsenhut the top nozzle weleheeine the pump associated screen bears, characterized ge ken η i ze η et _r that the S.chirm with the blowing agent scavenger means-a temperature-dependent actuator movably connected is.

2. Device according to patent claims 1, thereby g e k en nz ei c h η et that the actuator is designed so that

the screen moves away from the propellant trap when the temperature drops. \ _;

3>. Device according to patent claim I, dad u rc h g e k e η η— ζ e, i c h η et ,, that the actuator is designed so that the screen, when cooled with water, conducts the propellant trap touched, on the other hand is lifted from it when frozen with a liquefied gas,

4..gate direction; that the actuator is designed as a bimetal in accordance with claim 1, dadurchg & ke η η-z ei C h η et. - ■ ^:

VH 6697

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