DE1841023U - Diffusionspumpe. - Google Patents

Description

• Die rfi. n-ung betrifft eine Diffusionspumpe it"-inüestens einea zur

  Ver Lun der Diffusionsflüssigkeit dienenden neizelement, das

  s&Ki, es u. TiSchliessende rärenförmigen Benalter vn er Flüssig-

  keit eben ist, vom Gehuseboden her durcL die DiffsionsflUssig-

  eit Lnjarcit. und über deren Spielet nacn oben. ineusrt, and mit

  eim i oaien, den Dampf zu den Dempfaustrittsji'fftunn n-cn oben

  führen en rohr. rtigen Cebilde, das mit seinem unterem nde in die

  Llif i'--f-, Keit einteuelit.

  Der rot, DirfusionspMpen sjbnd bekennt,'eiterhin-LSt bekannt,

  beinner iiusionspumpe das rohrsrtidempffihrende jebilde in

  seinem unteren Teil bis in die Nahe des Punpen-e 'uses zu erwei-

  stern.

  Bei cez eekannten Pumpen ist die Leistung durch die rt-er Wärme-

  zufuhr.n ! zur Diffusionsflüssikeit beshrnkt. ferner bilden sich

  örtliche überhitzte Stellen, die dazu führen, du noch unter-

  depitt Hüssi. keitströofchen in den Flüsci-kcisstrahl un damit

  in.. ie ralöijnunen'elanen. Bei der Verendun von. 1 als

  Biiiusionsfiüssigkeit ergibt sich der vieiter (dass diese

  sich m en überhitzten Stellen zersetzt.

  Um c'it. ce chteile zu vermeiaen, musa man die bekannten Pumpen daher

  mit ein. erineren Leistung betreiben, kann also nicht die an sich

  erreichbare Leistung ausnutzen.

  Die e. if. nnten enteile lassen sich erfindongejs. bcaeHrien

  durch -Ln &n sich bekanntea dsmpfführendes, in seinem unteren Teil

  bir in ie N'. e des Pumpengehuses erweitertes, rohrartijes ebilde

  und durst mindestens ein Heizelement, das samt dem es umsciliessen-

  deir-..unförcii- &n Benälter innerhalb der Diffusionsfliäsigkeit

  und mindestens zum Teil oberhalb der Diffusionsflicsigkeit von je

  einer besonderen, im wesentlichen zylindrischen Hülse umgeben tat,

  die vo'n e'/'useboden her durch aie DiffusionHflucigkeit Hindurch

  und Übe :, 16m Flü3si3keitssplegel in den erweiterten Dapraum hinein-

  ragt.

  Durch die erfindungsgemässe Anordnung der besonderen Hülsen wird

  die arb lenz der'iffusionsflUssigkeit stark ernöht, wodurch eine

  gleicnfnssigere Vr'neabgabe erreicht und örtliche ber'litzungen der

  dieHeizelemente eicscliessenden Benälter verMieden v. erden. Mann

  kann di& erfindanssgemäese Pumpe daher mit wesentlich höherer

  Eneri-ls herkömmliche Pumpen betreiben.

  Ein Kriterium für clie irkgbmkeit einer Pumpe tat der

  Grenzv'ruck, J. . der niedrige Druck, der lurch die Vorpumpe er-

  zeugt. erden muss, bevor die Diffusionspumpe in betrieb genommen

  wer en kan. ie uxpe nach der Erfindung i-t in der Lf-. ge, schon

  bei eine nncren''renzvordruck zu arbeiten als die testen herkömm-

  lichen rpen nlich, verglichen mit--lieser soaon bei dem 1, 5 bis

  2fac'ie Jrenzvorcruc, kann also früher als diese in crieb genom-

  men eren. Liese erte wurden ohne Belastung gemessen.

  Ein eiteres zichtiw viterium ist die 'npenurchg&ngsleistung

  (au. c. 1 r pendurchsatz genannt), die durcn die Erfindung ÜB. einen

  Pektor 1, 3 gegenüber den besten herkömmlicncn Pumpen-esteicrt wird.

  DuiCj. dos Zusammenwirken alter dieser ktor"n v. ird die nsgeae-mt

  zu, Ti.'fielen des Endvakuums aufzuwendende Zeit erheblich herabge-

  .-etc. Die erfindung ist besonders gut auf) umse von trosser

  Kap.'it.'rt an. endber, bei denen eine grose ene DiflusionBflüssig-

  keit, insbesondere 01, fortlaufend bei hoheren TelperEturen und

  hönercn. iedcdrücken erzeugt werder. muss.

  Einvr- .uteusfünrunsform derrfincun ist drrin zu sehen,

  d&n.. s. ezelement mehrere r&diale Biügel fUieist, die nach

  &u-cn t, en die Hülse vorbtehen und über den nieel der Diffusions-

  fli cit n Cti oben ragen. Durca diese Marsname wird die Pumpen-

  leit. n in eaonJerem asse verbessert. Die über den i'lüssigkeita-

  spi-ci n ca oben rügenden'leile der Heizel<. ntbe' : ilter und der

  zue"rijen Muel v. &ndeln die Tröpfcnen der siederen und stark

  w&l-. cn. cn Diifusionsflüssigeit in Lapf um und überhitzen ihn.

  UnLni Irces iücsigkeitssie-, els bildet d&a mit Llü eln versehene

  HiztL fit zusammen mit der es umgebene besonderen'l lse einzelne

  Abte. le. Ln die en werden durch die kombinierte'irkun der Heizung

  durc eizelement und Flügel einerseits und der Künlung durch die

  dtistn.'ererseits starke Konvektionsströme erzeugt. üiese führen xu

  einr-r sc. elle Um lzun &r Diffusionsflüs, i, rkeit innerhalb der

  Abteilt, zodurcit in noch Höherem Mae örtlicne Cbernitzungen ver-

  mi. cc nd die Zeit verkürzt % ird, die die einzelnen Fiüsigkeita-

  teilc.'ipn der nissen Fläche de-'. Heizeleentbehlters selbst ausge-

  setzt 3inu. Durch diese Unteierfindung wird also zusgtzlien eine

  hUhre. 3e beS Verend=g

  höhere Ueizleistuag ermöglichte ohne dss bei Verwendung von 01

  1

  &18 'iifußionsflüssigkeit dieses verb : rennt oder sich zersetzt.

  Darüber hinaus werden durch diese Untererfindung die turbulenten

  Bereich in der Oberfläche der Diffusionsflüssigkeit vergrössert,

  wodurch eine grbssere Verdampfungegeschwindigkeit der Dilfunionn.

  flbzsit-keit ermöglicht wird, ohne dasa eine zu starke walzung an

  irgendeiner Stelle entateht, die die Gefahr mit sich brachte, das

  unverdampte Flüssigkeitströptchen in den Dampfstrahl gelangen.

  Weitere. hinzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aue

  der loienaen Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele im Zusammen-

  hanzmit der Zeichnung und den Ansprüchen.

  ? ig. i3t eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Diifusion-

  pumpe mit der Hei ? orrichtung nach der Erfindung ;

  Fig, ist ein Querschnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1 ;

  Fig. 3 zeigt einen Teil einer anderen Ausführungsform der Holz-

  Vorrichtung im Schnitt ;

  Fiß. 4 ist ein Scnnitt im weaentlichen nach Linie 4-4 in Fig 3 ;

  Fig. 5 ist ein Teil einer weiteren der Heizvor-

  richtungim Scnitt und

  ES ist ein Schnitt im wesentlichen nach Linie 6-6 in Fig. 5*

  Bei dtr ç ft 0n der Erfindung nach Fig. 1 und 2 ist das

  Geh"we der Diffusionspumpe als Ganzes mit'1C bezeichnet. Das'. hiu..

  weist einen hohlen zylindrischen Teil 12 mit einer geprossten pro

  wando auf. Die Bodenwandung 14 ist an die Unterkante den hohl-

  zylindrischen Teiles 12 angelötet, angeschweisst oder auf andere

  Weise &n dieser befestigt, so dass sich zwischen beiden Teilen eine

  luftdichte Verbindung ergibt. Der mittlere Toll der Bodenwandung

  Ist ürhöht, oo daso er zusammen mit der Zylinderwandung 12 81&. : ras-

  förmige Vertiefung 15 bildet, die innerhalb der Verbindungestelle

  zwischen der Bodensçduw und der Seitenwandun verläuft

  Dasberende der Pumpe ist mit einern Flansch 18 versehen, an dm

  sica ein entsprecaender Plansch befestigen lässt, der ein StUck ona

  zu evakuierenden Systems bildet. Der Einlass zur Pumpe wird durch

  eine in der Yitte durch den Ilanson 18 hindurchfilhrende Öffnung ge-

  bildete mit dem Inneren des Gehäuses 10 in Verbindung steht.

  Im Innenraum der Pumpe ist ein geeignetes 8t : nhlelement vorge8ehen,

  das als Ganzes mit 20 bezeicnntt ist. Das Ctrahlle. aent kann voa

  ublicier Bauart sein und weist eine hohle mittige, aus mehreren

  Teileesteaene Jtrahlaiule auf. Die Säule besitzt einander über-

  lapkHHi e eile, d1e nach unten gerichtete Ringö1fnungen ?-"24 ud

  26 Lesitzen. Dampfe, die in der i. itelsaule . es'tranlenelemente 20

  nacn obn steigen, werden aus den Öffnungen in tranlform nach wbsw

  gerin. tt. t. Das untere zylindrische Ende 28 des'trslelementa 20

  L

  ist.'n inem üen ampf sammlndt Teil 3 (Dapjn"nler) befestigt

  und v. iru von diesem getragen. Der D&ipfs&ier verluit nach &uewn

  im . nticuen bia zur äuseren Zylinderwandn 12 und dann nach

  unten zur bodeilwandung 14. Die imtere Kante des DaT. ofsT : lerB r&h

  in i rin fbrien Vertiefung 15* ffnungen 3*-sind um die Untex-

  kante'es Daspfscalers herum angeordnet unc-statten es den kon-

  densierten Idampfen, in die Fiüsikeitsansalunc s. T : Boden der

  Punpe zurückzukehren. Der el z-Pumpenboaen ist durch die

  ges rieselte gerade 34 angedeutet.

  Eine innere Kondensationawandung, die Z. B. aus einem Metalltriaer

  36 gebildet ist, ist mit ihrem Oberende an dem Flansch 18 befewti.

  Die aus den Strahlöffnungen nach unten geriohtetn Dämpfe beauf-

  scl&gen die Kondensationswandung und kondensieren zu Oltröpfchen

  die mch unten zu dem Dampfsammler 30 und dann nach bussen und uatea

  lauten lind schliE ; asliotL zu der Ölfüllung zurückkehren. Die Konde » a-

  tionswandung 36 kann, falls erwünscht, durch geinete Kühlmittel

  gekühlt werden, z. B. durch nicht dargestellte Kühlweserspulen,

  die um die Kondensationawanduug 36 hemniagewickelt sind.

  Die Iwizvorrichtung, auf die die Erfindung insbesondere gerichtet

  ist, befindet sich im unteren Ende des Gehäuses 10 und dient zu

  Erhitzten der darin befindlichen Flussigkeitsfüllunf : und zur Breeu-

  un"der die Pumpstrahlen speisenden Dämpfe. Bei der in Fig. 1 u » 4

  2 dergestellten Ausführungaform ist die Bodenwandung 14 mit zwei

  a slenformigen zylindrischen Vertiefungen 38 und 40 versehen SeMe

  Benalter, zB. die Behilter 42 und 44, ragen n&ch oben in die Ter-

  tiefunen 38 und 40 hinein, sind sn ihren oberen lnden abgeschloa..

  und hermetisch gegen die Bodenwandung 14 abgedichtet, wo sie durch

  aen hosen der Vertiefungen 38 und 40 hindurchtreten. An jeden der

  Behälter 42 und 44 sind mehrere radiale Flügel 46 befestigt, die

  mit inrcn Oberende über die Flüsalgkeitsoberrläche vorstehen.

  Heiztfronen 48 und 50 sind innerhalb der hohlen Behälter 42 bzw.

  44 r.-c-ordnet. Heizpatronen dieser rt sind bekannt und in einer

  groc,n nzani verschiedener Abmessungen erhältlich le Heizpatro-

  Den'1 ben metallische Aussenwandungen, die eng in die Behälter bin-

  ein sen und eine WSrmeleitung zwischen den Heipatronen und dw

  Behältern mit angebauten Flügeln gewährleisten. Leitungen zur Vor-

  bindung der Heizpatroneri mit einer geeigneten nicht dargestelltea

  elektrischen Stromquelle sind aus dem Boden der Behälter heraus.

  geführt*

  jedes Heizelement ist von einem hohlen zylindrischen Rohr umgeben,

  z. B. den dargestellten Rohren 52 und 54, die vom Boden der Verie*

  fungn 3 usd 40 her in die Bodenwandung 14 nach oben Hineinragen.

  Die Unterende der Rohre 52 und 54 sind mit Öffnungen 56 versehen,

  die ein freies einströmen von öl in das Innere der Röhren gestatten*

  Die oberen Enden der Rohre 5'.'sind auf einen kleineren Durchmesser

  und; t und stenen über die Heizbeh&lter und die zugehörigen Flegel

  vor. Zusätzlich sind zentriert zylindrische Teile 58 und 60 ober-

  halb .r Heizelemente angeordnet. Sie werden von den Rohren 52 bsw.

  54 z. B « durch radiale halter 62 getragen. Fig. 3 und 4 zeigen eine

  abge", endclte iusführungsform der aus mehreren Heizelementen beste-

  heu,',. eizvorricntung, die im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 be-

  schri (ben viurde. Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 3

  und f sind die Heizelemente nicht vertieft angeordnete sondern die

  Bodenanang 141 ist verhältnismässig' Is-ch ausgebildet. Behälter

  42*tui 4'ru, en nach oben durch die flache Bodenwandung hindurch

  und wind mit radial verlaufenden Flügeln versehen, In derselben

  Weite wie die Heizelemente nach Fi. 1 und 2. Die die Heizelemente

  umgehendenZylinder bestehen aus schalenfSrmigen Metallteilen 64

  und deren Böden unter den Flügeln der Heizelemente vorstehen.

  Die'eitenwandungen ragen nach oben und umgeben die Flügel der Reiz-

  elemente. Die offenen Oberende der schalenförmigen Teile ragen über

  den f'j. U. sigkeitsspiegel aber nicht über die Oberenden der Heinz-

  elemente hervor. Öffnungen 6 ? gestatten einen Zufluss von Flüssig-

  keit in ie eile 64 und 66. Diese Anordnung ist einfacher und billig

  ger herzustellen als die nach Fig. 1.

  Es hat sich herausgestellte daas die Verwendung von Röhren oder

  sylinQrischen Umhüllungen, die jedes der Heizelemente umgeben, 1a

  He&zvorrichtung mit mehreren Heizelementen äusaerst wirksam tot*

  Es wurde z. B. ermittelt, da88 bei solchen Vorriehtunen, ohne 41.

  zylindrischeu Umnüllungeat bei einer hohen Oberflächentemperatur

  der heizelemente eine Zersetzung der Flüssigkeit an den Steilem ein-

  tritt, uo die Eeizelemente Über den FlüssiSkeitsspieTel vorstehen*

  % erden jedoch umhullungen für die Beizelemente hinzu-efi,. gt, so wird

  durch die Konzentration von Dämpfen Innerhalb der unittelbareB

  Naeliberschaft der Reizeleme-ate die Värme mit einer solchen Ge-

  schwinãigkeit verteilt, dass ein Verbrennen und eine Zersetauuc d. r

  verhindert und glei=zeitig die PumpgeschvindilKke : Lt

  erhcht V

  Die verbesserten Reizelemente mit Umhüllungen verbessern, wie eben-

  falls ermittelt wu die Arbeitsweise von Pumpen, bei denen eine

  einzige mit Flügeln vBWhene Hwizpatrone verwendet wid, und xwar

  durch erhöhung der Turbulenz durch Bildung starker Konvoktionn-

  ströme in der Flüssigkeit. Ein einziges Heizelement dieser Art ist

  in 5 und 6 dargestellt. Die Diffunionapumpe naeh Fig, 5 und 6

  kann in wesentlichen identisch mit der Pumpe sein, die in den du

  stern@) izfijhrungsbeispielen beschrieben murde. Das Pumpengeblun*

  besteu einer &usseren zylindrischen Landung 70 und einer ab-

  schlit.-ssenden flachen Bodenwandung 72-Der Heizbehalter 74 verläuft

  durcn die Bodenwandung 72 hindurch und weist mehren wärmeleitende,

  raa.verlaufende Flügel 76 auf. Das Untercnde des Strahlelemente

  das miu i3 bezeiciinet ist, ruht auf der Bodenwandung 72. Die Reis-

  patrone ragt nach oben in den Behälter 74 hinein und ist durch eine

  Madenacnraube 80 festgelegt, die deren einen Rra ? en 8P nindurchtrit,

  der&n die Bodem'andung ? 2 angeschweisst ist. ine zylindrische Um

  hüllun 4- umgibt das Heizelement mit seinen Flügeln 76 und steht

  über den normalen Flüsigkeitaspiegel hervor, der durch die ge-

  striCilte Gerade 86 angedeutet ist. Die zylindrische Umhüllung 84

  ist it jffnungen 88 in der Nahe ihres unteren Randes versehen.

  Durci iese fnungen tritt das 01 in den Innenraum der Umh&llamg 8

  in uer Nchbsrschaft des Heizelementes ein. Diese Bauweise führt

  ebenlrlls. u einer wirksameren Heizung, und zwar dadurca, dasN di

  Warmemenge herabgesetzt wird, die auf die Aussen&ndung der Pumpe

  und auf die Vandng des Strahlenelementes übertragen wird.

  Die Anordnung der Heizelemente als einzelne oder als mehrfache

  Ein'iiten ermöglicht eine grössere Leistungsaufnanme der Pumpe ohao

  Zere ea er ßlfüllung. Hieraus ergibt sich eine wesentlich

  schnellere Pumparbeit. Die Anordnung der Heizelemente naca der

  Erfinun erzeugt ; % ie ermittelt wurde} tine starke Yirbelbeweguag,

  durca vie <, ine bessere armeverteilung durch die Flüssigkeit er-

  zieltund eine Zersetzung infolge örtlicher"heisser Ctellen"

  verainuert hird.

Claims (1)

1. S eh. u t x, ans. r vc,, he 1. Ditilasionspumge mit mindestens eine. zur Verdampfung der Dittusiom fltsnigkeit dienenden Reizelemente das samt dem es umschlionisen- den röhrenförmigen Behälter von der Flüssigkeit umgeben is, Tom Gehuseboden her durch die Diffusionsflussigkeit hinduroh umd über deren Spiegel nach oben hinausragt und mit einem hohlen, den Dampf zu den Dampfaustrittaoffnungen nach oben führenden rohr, rtigen Gebilde, das mit seinem unteren Ende in die Diffustonoflbsnigkeit eintaucht, gekennzeichnet durca ein an stab bekanntes dampftuhrendes, in seinem unteren Teil (30) bis in die Iöhe des Pumpengenäuees (10) erweitertes rohrartiges Gebilde und mindestens ein Heizelement (48. 50) da* saat dem es umschliesaenden röhrenförmigen Behälter (42, 44) innerhelb der iffusionsflüssigkeit und mindestens zum Teil oberhalb der Diffusionsflussigkeit Ton je einer besonderen, im wesentlichen zylindrischen Sulee (52, 54) umgeben ist, die vom Gehäuseboden her Lurch die Diffueionsflüssigkeit hindurch und über du kei-z. spiegel in den erweiterten Dampfraum hineinragt. 2. Pumpe nach Anspruch 1 ; dadurch gekennzeichnet, dass das fleiar element mehrere radiale Flügel (46, 76) aufeeist, die nach auaa*, a er i ie Hülse vorstehen und über den Spiegel der D1ttuelona- flssi keit nch oben ragen.

   3. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeiclrnet, daGs konzentrisch innerhalb des Oberendes der Hülse eine weitere Hülse (58 ; 60) kleineren Durchmessers angeordnet L t 4. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der im unteren erweiterten Teil des dampfführenden rohrartigen Gebildes mehrere Heizelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes He@zelement mit einer zugehörigen Hülse versehen legt.