DE1849331U

DE1849331U - Vorrichtung zum auspumpen einer kammer.

Info

Publication number: DE1849331U
Application number: DEJ10320U
Authority: DE
Inventors: Harold Norregaard Ipsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-07-20
Filing date: 1962-02-24
Publication date: 1962-04-05
Also published as: US3144199A

Description

Vorrichtung zum Auspumpen einer Kammer.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auspumpen einer Kammer, insbesondere einer Kammer von Wärmebehandlungsöfen, in welcher Werkstücke bei Unterdruck behandelt werden ; der Druck kann hierbei auf einen Vert in der Größenordnung von 10 Mikron-Quecksilbersäule verringert werden. In einer solchen Vorrichtung wird die Vorstufe des Auspumpvorganges gewöhnlich mechanisch durchgeführt, während die Hauptstufe bis zu dem angegebenen Wert durch die Anwendung einer Öldampfdiffusionspumpe in Zusammenwirkung mit einer mechanischen Pumpe durchgeführt wird.
Durch die neue Erfindung werden bei der Durchführung des Auspumpverfahrens bzw. bei der neuartigen Vorrichtung teuere Ventile und Rohrleitungen im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren vermieden und lediglich eine einzige mechanische Pumpe benötigt.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und zwar erkennt man eine schematische Ansicht teilweise im Schnitt eines Wärmebehandlungsofens und eine. mit diesem verbundenen Pumpvorriohtung, um innerhalb der Ofenkammer ein Unterdruck zu erzeugen.
Die Kammer 1 des Wärmebehandlungsofens 10 soll auf einen bestimmten Unterdurckwert ausgepumpt werden. Der Ofen besteht aus einem horizontal angeordneten zylindrischen Gehäuse 11, das auf dem Unterteil 12 sitzt und mit einer Reihe von wärmereflektierenden Schichten 13 belegt ist. Die Kammer 14 wird durch Heizelemente 15, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind, auf die gewünschte Temperatur gebracht und die Werkstücke 16 im Zentrum der Kammer angeordnet. Die Kammer wird über die Leitung 17, die mit einem Steuerventil 18 ver-

sehen ist, welches durch einen hydraulischen Zylinder 19 be-

ti

täkt wird, ausgepumpt ; sie verbindet die Kammer mit dem Pump-

system 20.
Bei bekannten Anordnungen dieser Art wird die Kammer 14 anfangs durch eine mechanische Pumpe ausgepumpt, die den absoluten Druck in der Kammer auf etwa 100 Mikron-Queksilbersäule vermindert.
Hiernach wird eine Öldampfditfusionspumpe zusammen mit einer mechanischen Pumpe eingeschaltete die den Druck weiter bis auf den gewünschten Wert in der Größenordnung von 1 bis 10 Mikron-Quecksilber vermindert. Diese Systeme benötigen sorgfältig bearbeitete Rohrleitungen und Ventile und weisen außerdem zwei getrennte mechanische Pumpen auf eine für die Vorstufe und eine weitere zum Zusammenwirken mit der Diffusionspumpe.
Die neue Erfindung schafft ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Auspumpen der Kammer 14, wobei nur ein Ventil, nämlich das übliche Vakuumventil 18, nur eine Diffusionspumpe und nur eine einzige mechanische Pumpe sowie eine einfache Verbindungsleitung zwischen diesen Teilen benötigt wird. Nach dem neuen Verfahren wird in einer ersten Stufe das Gas aus der Kammer mittels der mechanischen Pumpe 24 gesaugt und hierbei die Diffusionspumpe vorbereitet, so daß die Vorstufe, die mechanisch ausgeführt wird, beendet ist, wenn die Diffusionpumpe angeheizt ist und das Öl in der letzteren zu verdampfen beginnt, worauf dann selbsttätig die Diffusionspumpe in Zusammenwirkung mit der mechanischen Pumpe 20 den Auspumpvorgang beendet, Das Einlassende 22 der Diffusionspumpe ist direkt über die Leitung 17, über das Ventil 18 mit der Kammer 14 und über die Leitung 23 mit der mechanischen Pumpe 24 verbunden. Die letztere ist eine positiv wirkende Pumpe und zweckmäßig als Drehkolbenpumpe ausgebildet. Die Pumpe ist so ausgelegt, daß sie den Druck in der Kamme 14 bis etwa 10 Mik-. ron-Quecksilber vermindern kann..
Die Diffusionspumpe 21 besteht aus einem senkrecht angeordneten Rohrgehäuse 25, das am oberen Ende mit der leitung, 17 verbunden ist und am unteren Ende eine Ölverdampfungseinrichtung 26 enthält. In dem Gehäuse befinden sich drei konzentrische Kamine 27 bis 29, von denen der innere Kamin 27 sich über den mittleren 28 erstreckt, welcher seinerseits größer als der äußere Kamin 29 ist. Am oberen Ende tragen die Kamine Ableitfläche 30 bis 32, so daß der mit der Vorrichtung 26 erzeugte nach oben steigende oeldampf nach unten zum Eingang der Leitung 23 hin abgeleitet wird, die sich am unteren Ende des Gehäuse 25 befindet.
Das Gehäuse wird durch eine Kühleinrichtung 33 gekühlt, um den Oldampf zu kondensieren ; das kondensierte Öl läuft zu der Vorrichtung 26 zurück.

1

Wenn die Gasmoleküle der Kammer 14 durch eine zufällige Wärme-

uf

bewegung in das Gehäuse 25 eintreten, treffen sie mit den Molekülen des verdampften Öles zusammen, das als Gasstrom vom oberen Ende des Kamins 27 nach unten gerichtet ist. Auf Grund dieser Kollision werden die Gasmoleküle nach dem Eintritt in die Leitung 23 getrieben und erhalten eine zusätzliche Beschleunigung durch die Gasströme der Kamine 28 und 29. Hierdurch wird das Gas zusammengedrückt und durch die Pumpe 24 abgesaugt.
Der Auspumpvorgang mit der beschriebenen Vorrichtung beginnt, wenn das Ventil 18 geöffnet und die Pumpe 24 eingeschaltet wird.
Zur gleichen Zeit wird die Verdampfungsvorrichtung 26 in Tätigkeit gesetzt und das Öl angewärmt. Während dieses Anwärmvorganges und noch bevor das Öl verdampft, führt die mechanische Pumpe die Vorstufe des Pumpvorganges durch und vermindert den Druck auf etwa 100 Mikron-Quecksilber. In diesem Zeitpunkt etwa hat das Öl den Siedepunkt beispielsweise 2050 C erreicht und das Öl beginnt zu verdampfen. Die Ströme des verdampften des komprimieren das Gas so weit, daß es durch die mechanische Pumpe weiterhin abgesaugt werden kann* wenn die Kammer 14 auf den entsprechenden Wert ausgepumpt ist, kann das Werkstück 16 behandelt werden. Bei diesem Vorgang wird die Temperatur in der Verdampfungsvorrichtung 26 reduziert und das Öl im wesentlichen unterhalb des Siedepunktes auf etwa 135tau gehalten. Wenn die Wärmebehandlung beendet ist, wird das Werkstück aus der Kammer entnommen. Hierdurch wird die Kammer dem atmosphärischen Druck ausgesetzt und muss wieder ausgepumpt werden. Dies wird einfach dadurch in die Wege geleitet, daß das Vemtil 18 geöffnet, die mechanische Pumpe eingeschaltet und die Leistung der Verdampfungseinrichtung erhöht wird, um die Öltemperatur wieder bis zum Siedepunkt zu erhöhen. Der Auspumpvorgang findet dann wieder wie beschrieben statt.
Die beschriebene Vorrichtung und deren Ausrüstung ist, wie das beschriebene Beispiel zeigt, sehr einfach, sie enthält nur eine einzige mechanische Pumpe und keine zusätzlichen Ventile außer dem üblichen Takuumventil 18. Wenn auch bei der neuen Vorrich-

tung das gesamte Gas durch die Diffue&onspumpe hindurchgewaugt

wird, tritt kein Ölverlust ein, da das verdampfte öl dem atmosphärischen Druck unterworfen ist, nach dem die mechanische Pumpe den Druck unter diesem Wert vermindert hat, bevor das Öl zu verdampfen beginnt. Außerdem sind keine weiteren mechanischen Schritte nach dem Anlauf des Auspumpvorganges erforderlich, da die Diffusionspumpe automatisch in Wirkung trifte wenn das Öl zu verdampfen beginnt.

Claims

5 c h u t z a 1 s n r il c h e : 1. Vorrichtung zum Auspumpen einer Kammer. die eine mechanische Pmmpe und eine Öldiffusionspumpe ent-

hält, in welcher Öl bis zur Verdampfung erwärmt und der Öldampf als Gasstrom austritt, wodurch die Moleküle des Gases in der Kammer beim Austritt beschleunigt werden, d a d u r c h g e k e n nz eie h ne t : t daß die mechanische Pumpe am Auslass der Öldiffusionspumpe angeschlossen ist, wodurch das aus der Kammer auszupumpende Gas nur über die Diffusionspumpe austreten kann und wobei die mechanische Pumpe sowohl zur Durchführung einer Vorstufe des Auspumpvorganges, als auch zusammen mit der Öldiffusionspumpe zum Auspumpen der Kammer auf den gewünschten Endwert dient.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Kammer das innere eines Wärmebehandlungsofens bildet.
3. Verfahren zum Auspumpen einer Kammer unter Verwendung der Vorrichtung der Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in einer ersten Stufe das Gas aus der Kammer mittels der mechanischen Pumpe durch die Diffusionspumpe hinduroh abgesaugt wird, währenddessen die Diffusionspumpe angeheizt wird, worauf das Öl in der Diffusionspumpe zu verdampfen beginnt und dann das Gas durch die mechanische Pumpe zusammen mit der Diffusionspumpe auf den endgültigen Druckwert aus der Kammer abgesaugt wird.