DE202020104944U1 - Guide device, coolant feed-through and diffusion vacuum pump - Google Patents
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Abstract
Leitvorrichtung für eine Diffusionsvakuumpumpe miteiner Mehrzahl ringförmiger Leitbleche, wobei die Leitbleche radial angeordnet sind,wobei mindestens ein Leitblech einen ersten Abschnitt ausgehend von einem Verbindungspunkt und einen zweiten Abschnitt ausgehend von dem Verbindungspunkt aufweist,wobei sich der erste Abschnitt axial in eine erste Richtung erstreckt, wobei der zweite Abschnitt sich axial in die entgegengesetzte zweite Richtung erstreckt,wobei der erste Abschnitt radial verjüngend ausgebildet ist und/oder wobei der zweite Abschnitt radial verjüngend ausgebildet ist.Baffle device for a diffusion vacuum pump, comprising a plurality of annular baffles, the baffles being arranged radially, at least one baffle having a first section extending from a connection point and a second section extending from the connection point, the first section extending axially in a first direction, wherein the second section extends axially in the opposite second direction, the first section being radially tapered and/or the second section being radially tapered.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leitvorrichtung für eine Diffusionsvakuumpumpe, eine Kühlmitteldurchführung für eine Vakuumpumpe und eine Diffusionsvakuumpumpe mit einer solchen Leitvorrichtung und Kühlmitteldurchführung.The present invention relates to a guide device for a diffusion vacuum pump, a coolant duct for a vacuum pump and a diffusion vacuum pump with such a guide device and coolant duct.
Bekannte Diffusionsvakuumpumpen weisen Gehäuse auf mit einem Einlass und einem Auslass, wobei in dem Gehäuse eine oder mehrere Düsen angeordnet sind. Weiterhin ist ein Heizelement vorgesehen, durch welches ein Treibmittel, insbesondere ein Öl, verdampft wird. Dieses verdampfte Treibmittel tritt durch die Düsen aus. Durch das Treibmittel werden Gasmoleküle aus dem Vakuum in Richtung des Auslasses der Diffusionsvakuumpumpe befördert. Das Treibmittel kondensiert dabei an der Außenwand der Diffusionsvakuumpumpe und gelangt hierdurch zurück in einen Vorratsraum, in welchem ebenfalls das Heizelement vorgesehen ist. Hierdurch wird das Treibmittel wiederum verdampft und ein Förderkreislauf für das Treibmittel entsteht, sodass ein gasförmiges Medium vom Einlass der Diffusionsvakuumpumpe zum Auslass der Diffusionsvakuumpumpe gefördert wird.Known diffusion vacuum pumps have housings with an inlet and an outlet, one or more nozzles being arranged in the housing. Furthermore, a heating element is provided through which a propellant, in particular an oil, is evaporated. This vaporized propellant exits through the nozzles. The propellant transports gas molecules from the vacuum in the direction of the outlet of the diffusion vacuum pump. The propellant condenses on the outer wall of the diffusion vacuum pump and thereby returns to a storage space in which the heating element is also provided. As a result, the propellant is in turn evaporated and a conveying circuit for the propellant is created, so that a gaseous medium is conveyed from the inlet of the diffusion vacuum pump to the outlet of the diffusion vacuum pump.
Nachteilig an diesem Prozess ist jedoch, dass Ölmoleküle des Treibmittels, in dem am Einlass der Diffusionsvakuumpumpe angeschlossenen Rezipienten gelangen können. Hierdurch wird das Vakuum im Rezipienten kontaminiert und Vakuumapparaturen können beschädigt werden.A disadvantage of this process, however, is that oil molecules of the propellant can get into the recipient connected to the inlet of the diffusion vacuum pump. This contaminates the vacuum in the recipient and vacuum equipment can be damaged.
Zur Verhinderung einer Ölrückströmung in den Rezipienten ist es bekannt Dampfsperren an der einlassseitigen Düse bzw. der hochvakuumseitigen Düse der Diffusionsvakuumpumpe vorzusehen. Diese Dampfsperren weisen eine zusätzliche Kondensationsfläche auf, an denen das Treibmittel kondensiert und somit nicht in den Rezipienten gelangen kann. Nachteilig ist hieran jedoch, dass der Leitwert und somit die Förderleistung der Diffusionsvakuumpumpe deutlich verringert wird. Ist die Fläche einer solchen Dampfsperre klein, insbesondere kleiner als der Einlassquerschnitt der Diffusionsvakuumpumpe, sind üblicherweise diese Dampfsperren direkt mit der einlassseitigen Düse verbunden. Hierdurch wird der Aufbau im Bereich der Düse kompliziert und eine Reinigung der Dampfsperre wird erschwert. Sollen solche Dampfsperren über die gesamte Einlassfläche bzw. den gesamten Einlassquerschnitt vorgesehen sein, ist es bekannt solche Dampfsperren als separates Vakuumelement mit einem separaten Gehäuse vorzusehen. Das Gehäuse weist somit einen ersten Flansch auf zur Verbindung mit der Diffusionsvakuumpumpe und einen zweiten Flansch auf zur Verbindung mit dem Rezipienten. Hierdurch wird der Aufbau unnötig groß. Insbesondere beim Austausch der Dampfsperre muss sodann der verfügbare Bauraum angepasst werden.To prevent an oil backflow into the recipient, it is known to provide vapor barriers on the inlet-side nozzle or the high-vacuum-side nozzle of the diffusion vacuum pump. These vapor barriers have an additional condensation surface on which the propellant condenses and thus cannot get into the recipient. However, this has the disadvantage that the conductance and thus the delivery rate of the diffusion vacuum pump is significantly reduced. If the area of such a vapor barrier is small, in particular smaller than the inlet cross section of the diffusion vacuum pump, these vapor barriers are usually connected directly to the inlet-side nozzle. This complicates the structure in the area of the nozzle and makes cleaning the vapor barrier more difficult. If such vapor barriers are to be provided over the entire inlet surface or the entire inlet cross section, it is known to provide such vapor barriers as a separate vacuum element with a separate housing. The housing thus has a first flange for connection to the diffusion vacuum pump and a second flange for connection to the recipient. This makes the structure unnecessarily large. In particular, when replacing the vapor barrier, the available installation space must then be adapted.
Weiterhin werden bekannte Dampfsperren mit Temperaturen zwischen 0 bis - 196 °C (flüssiger Stickstoff) betrieben. Durch die direkte Verbindung mit der Düse führt dies zu einem ungewollten Übertrag der Kühlenergie auf die Düse selbst. Weiterhin ist bei bekannten Lösungen die Kühlmittelzufuhr gewährleistet durch das Gehäuse der Diffusionsvakuumpumpe selbst. Hierdurch entsteht ein signifikanter Kälteübertrag von dem Kühlmittel auf das Gehäuse der Diffusionsvakuumpumpe. Feuchtigkeit der Umgebungsluft kondensiert an der Außenseite der Diffusionsvakuumpumpe und gefriert und lagert sich somit als Eisschicht ab.Known vapor barriers are also operated at temperatures between 0 and -196 ° C (liquid nitrogen). Due to the direct connection with the nozzle, this leads to an unwanted transfer of the cooling energy to the nozzle itself. Furthermore, in known solutions, the coolant supply is ensured through the housing of the diffusion vacuum pump itself. This results in a significant transfer of cold from the coolant to the housing of the diffusion vacuum pump. Moisture in the ambient air condenses on the outside of the diffusion vacuum pump and freezes and is thus deposited as a layer of ice.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine integrierte Leitvorrichtung für eine Diffusionsvakuumpumpe zu schaffen, welche auf einfache Weise gekühlt werden kann und die Ölrückströmung in den Rezipienten verhindert.The object of the present invention is to create an integrated guide device for a diffusion vacuum pump which can be cooled in a simple manner and which prevents the oil backflow into the recipient.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Leitvorrichtung gemäß Anspruch 1, die Kühlmittelvorrichtung gemäß Anspruch 11 sowie die Diffusionsvakuumpumpe gemäß Anspruch 13.The object is achieved by the guide device according to claim 1, the coolant device according to claim 11 and the diffusion vacuum pump according to claim 13.
Die erfindungsgemäße Leitvorrichtung für eine Diffusionsvakuumpumpe weist eine Mehrzahl ringförmiger Leitbleche auf, wobei die Leitbleche radial zueinander angeordnet sind. Dabei weist mindestens ein Leitblech einen ersten Abschnitt ausgehend von einem Verbindungspunkt und einen zweiten Abschnitt ausgehend von dem Verbindungspunkt aus. Der erste Abschnitt erstreckt sich dabei axial in eine erste Richtung, wobei der zweite Abschnitt sich axial in die entgegengesetzte Richtung bzw. zweite Richtung erstreckt. Dabei weist im eingebauten Zustand die erste Richtung in die Richtung des Rezipienten bzw. des Einlasses der Leitvorrichtung und die zweite Richtung in Richtung der Diffusionsvakuumpumpe. Dabei ist der erste Abschnitt radial verjüngend ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist der zweite Abschnitt radial verjüngend ausgebildet. Somit verändert sich der Radius ausgehend von dem gemeinsamen Verbindungspunkt entlang der axialen Richtung und es wird mittels des ersten Abschnittes und des zweiten Abschnitts eine zueinander gewinkelte Kondensationsfläche des jeweiligen Leitbleches geschaffen. Durch die vergrößerte verwinkelte Kondensationsfläche gebildet durch den ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ist ein Rückströmen der Ölmoleküle des verdampften Treibmittels effizient verhindert.The guide device according to the invention for a diffusion vacuum pump has a plurality of ring-shaped guide plates, the guide plates being arranged radially to one another. At least one guide plate has a first section starting from a connection point and a second section starting from the connection point. The first section extends axially in a first direction, the second section extending axially in the opposite direction or second direction. In the installed state, the first direction points in the direction of the recipient or the inlet of the guide device and the second direction in the direction of the diffusion vacuum pump. The first section is designed to taper radially. As an alternative or in addition to this, the second section is designed to taper radially. Thus, starting from the common connection point, the radius changes along the axial direction and a condensation surface of the respective guide plate which is angled to one another is created by means of the first section and the second section. The enlarged, angled condensation surface formed by the first section and the second section efficiently prevents the oil molecules of the evaporated propellant from flowing back.
Vorzugsweise sind alle Leitbleche gleich ausgebildet und weisen somit jeweils einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, welche radial verjüngend ausgebildet sind entlang der ersten und zweiten axialen Richtung. Hierdurch wird effizient die Rückströmung von Ölmolekülen verhindert. Gleichzeitig können die einzelnen Leitbleche weit voneinander abstandet sein, sodass der Aufbau der Leitvorrichtung vereinfacht wird und eine einfache Reinigung der Leitvorrichtung ermöglicht wird.Preferably, all guide plates are designed the same and thus each have a first section and a second section, which are designed to taper radially along the first and second axial direction. This efficiently prevents the backflow of oil molecules. At the same time, the individual guide plates can be spaced far apart, so that the structure of the guide device is simplified and the guide device can be cleaned easily.
Vorzugsweise ist ein axialer Endpunkt des ersten Abschnitts eines der Leitbleche, mehrerer oder aller Leitbleche radial über oder radial weiter innen von dem Verbindungspunkt des unmittelbar benachbarten Leitblechs, insbesondere des radial innenliegenden unmittelbar benachbarten Leitblechs, angeordnet. Dabei handelt es sich bei dem axialen Endpunkt des ersten Abschnitts um den axialen Endpunkt des Leitbleches in der erste Richtung, welcher dem Verbindungspunkt des jeweiligen Leitbleches gegenüberliegt. Der erste Abschnitt erstreckt sich somit vom Verbindungspunkt bis zu seinem axialen Endpunkt. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist ein axialer Endpunkt des zweiten Abschnittes eines der Leitbleche, mehrerer oder aller Leitbleche radial über oder radial weiter innen von dem Verbindungspunkt des unmittelbar benachbarten Leitblechs, insbesondere des radial innenliegenden unmittelbar benachbarten Leitblechs, angeordnet. Dabei handelt es sich bei dem axialen Endpunkt des zweiten Abschnitts um den axialen Endpunkt des Leitbleches in der zweiten Richtung, welcher dem Verbindungspunkt des jeweiligen Leitbleches gegenüberliegt. Der zweite Abschnitt erstreckt sich somit vom Verbindungspunkt bis zu seinem axialen Endpunkt. Somit wird durch diese Konfiguration eine optisch dichte Leitvorrichtung geschaffen. Dies bedeutet, dass nicht unmittelbar durch die Leitvorrichtung hindurch geschaut werden kann, sodass auch für Ölmoleküle kein unmittelbarer Weg durch die Leitvorrichtung besteht. Ölmoleküle gelangen somit durch die Leitvorrichtung ausschließlich über Berührung mit einer der durch die Leitbleche ausgebildeten Kondensationsflächen. Hierbei kondensierten jedoch die Ölmoleküle und gelangen somit nicht in den Rezipienten. Somit kann eine Rückströmung der Ölmoleküle vollständig oder zumindest nahezu vollständig unterbunden werden.An axial end point of the first section of one of the guide plates, of several or all of the guide plates is preferably arranged radially above or radially further inward from the connection point of the immediately adjacent guide plate, in particular the radially inner immediately adjacent guide plate. The axial end point of the first section is the axial end point of the guide plate in the first direction, which is opposite the connection point of the respective guide plate. The first section thus extends from the connection point to its axial end point. As an alternative or in addition to this, an axial end point of the second section of one of the guide plates, of several or all of the guide plates is arranged radially above or radially further inward from the connection point of the immediately adjacent guide plate, in particular the radially inner immediately adjacent guide plate. The axial end point of the second section is the axial end point of the guide plate in the second direction, which is opposite the connection point of the respective guide plate. The second section thus extends from the connection point to its axial end point. Thus, this configuration creates an optically dense guide device. This means that it is not possible to look directly through the guide device, so that there is no direct path through the guide device for oil molecules either. Oil molecules thus pass through the guide device exclusively through contact with one of the condensation surfaces formed by the guide plates. Here, however, the oil molecules condensed and thus do not get into the recipient. In this way, a backflow of the oil molecules can be completely or at least almost completely prevented.
Vorzugsweise sind drei bis fünf Leitbleche vorgesehen, sodass durch die Anzahl der Leitbleche der gesamte Einlass bzw. Einlassquerschnitt der Diffusionsvakuumpumpe überdeckt wird.Preferably three to five baffles are provided so that the number of baffles covers the entire inlet or inlet cross section of the diffusion vacuum pump.
Vorzugsweise ist mindestens ein Leitblech, mehrere oder alle Leitbleche mit einem Kühlelement, insbesondere ausgebildet als Kühlmittelleitung, verbunden zur Kühlung des Leitbleches. Hierdurch kann die Temperatur der Leitbleche auf bis zu -196 °C reduziert werden, sodass eine effiziente Kondensation des Treibmitteldampfers an den Leitbleche erreicht wird.At least one guide plate, several or all guide plates are preferably connected to a cooling element, in particular designed as a coolant line, for cooling the guide plate. This allows the temperature of the baffles to be reduced to -196 ° C, so that efficient condensation of the propellant vapor on the baffles is achieved.
Vorzugsweise wird der erste Abschnitt des mindestens einen gekühlten Leitbleches gebildet durch ein erstes Leitblechelement. Ebenso wird der zweite Abschnitt des mindestens einen gekühlten Leitbleches gebildet durch ein zweites Leitblechelement. Dabei sind das erste Leitblechelement und das zweite Leitblechelement mittels dem Kühlelement miteinander verbunden. Somit besteht ausschließlich eine Verbindung zwischen dem ersten Leitblechelement und dem Kühlelement, insbesondere ausgebildet als Kühlmittelleitung. Ebenso besteht ausschließlich eine Verbindung des zweiten Leitblechelement mit dem Kühlelement. Insbesondere besteht keine unmittelbare Verbindung des ersten Leitblechelement und dem zweiten Leitblechelement. Hierdurch wird ein besonders einfacher Aufbau geschaffen, welche einfach und kostengünstig herzustellen ist.The first section of the at least one cooled guide plate is preferably formed by a first guide plate element. The second section of the at least one cooled guide plate is also formed by a second guide plate element. The first baffle element and the second baffle element are connected to one another by means of the cooling element. Thus, there is only a connection between the first baffle element and the cooling element, in particular designed as a coolant line. There is also only one connection between the second baffle element and the cooling element. In particular, there is no direct connection between the first guide plate element and the second guide plate element. This creates a particularly simple structure which is simple and inexpensive to manufacture.
Vorzugsweise weist das erste Leitblechelement und/oder das zweite Leitblechelement des mindestens einen gekühlten Leitblechs einen im wesentlich und bevorzugt ausschließlich radial erstreckenden Abschnitt auf zur Verbindung mit dem Kühlelement. Hierdurch wird eine großflächige Verbindung des ersten Leitblechelements bzw. des zweiten Leitblechelements mit dem Kühlelement geschaffen. Weiterhin wird der Aufbau vereinfacht, um eine einfache und kostengünstige Herstellung zu erreichen.Preferably, the first baffle element and / or the second baffle element of the at least one cooled baffle has a substantially and preferably exclusively radially extending section for connection to the cooling element. This creates a large-area connection of the first guide plate element or the second guide plate element to the cooling element. Furthermore, the structure is simplified in order to achieve simple and inexpensive manufacture.
Vorzugsweise nimmt die axiale Länge des zweiten Abschnitts von einem äußeren Leitblech zu einem inneren Leitblech ab. Somit weist ein radial weiter außen angeordnetes Leitblech einen zweiten Abschnitt auf, welche sich weiter in die axiale Richtung erstreckt, als ein radial weiter innen, in Richtung der Düse, angeordnetes Leitblech. Hierdurch wird sichergestellt, dass die radial weiter innen angeordneten Leitbleche nicht mit dem Strahl des Treibmittels, welche aus der Düse der Diffusionsvakuumpumpe austritt, interferiert und somit nachteilig beeinflusst. Gleichzeitig wird bei den weiter außen liegenden Leitblechen sichergestellt, dass eine ausreichende Kondensationsfläche zur Verfügung steht, um ein Rückströmen des Öls zu verhindern.The axial length of the second section preferably decreases from an outer guide plate to an inner guide plate. A guide plate arranged radially further outward thus has a second section which extends further in the axial direction than a guide plate arranged radially further inward, in the direction of the nozzle. This ensures that the baffles arranged radially further inward do not interfere with the jet of propellant which emerges from the nozzle of the diffusion vacuum pump and thus have a disadvantageous effect. At the same time, with the baffles further out, it is ensured that a sufficient condensation surface is available to prevent the oil from flowing back.
Vorzugsweise weist die Leitvorrichtung genau einen Flansch auf, um mit einer Diffusionsvakuumpumpe verbunden zu werden. Insbesondere weist die Leitvorrichtung kein Gehäuse auf, sondern ist mittels dem einen Flansch innerhalb des Gehäuses der Diffusionsvakuumpumpe anordenbar. Hierdurch wird ein besonders platzsparender Aufbau erreicht.The guide device preferably has exactly one flange in order to be connected to a diffusion vacuum pump. In particular, the guide device does not have a housing, but can be arranged within the housing of the diffusion vacuum pump by means of the one flange. A particularly space-saving structure is achieved in this way.
Vorzugsweise sind die Leitbleche insbesondere mittels Stegen mit dem Flansch verbunden, wobei die Stege insbesondere radial verlaufen. Hierdurch wird eine ausreichende Stabilität der Leitvorrichtung gewährleistet. Gleichzeitig kann der Bauraum der Leitvorrichtung klein gehalten werden.The guide plates are preferably connected to the flange in particular by means of webs, the webs in particular extending radially. This ensures sufficient stability of the Leitvor direction guaranteed. At the same time, the installation space of the guide device can be kept small.
Vorzugsweise weisen die Stege thermische Entkopplungselemente insbesondere hergestellt aus Kunststoff, auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass die niedrige Temperatur der Leitvorrichtung nicht auf den Flansch und somit auf die Vakuumpumpe übertragen wird. Ein Betreiben der Leitvorrichtung mit besonders tiefen Temperaturen von -196 °C sind somit möglich.The webs preferably have thermal decoupling elements, in particular made of plastic. This ensures that the low temperature of the guide device is not transferred to the flange and thus to the vacuum pump. It is therefore possible to operate the guiding device at particularly low temperatures of -196 ° C.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung als unabhängige Erfindung eine Kühlmitteldurchführung für eine Vakuumpumpe, besonders eine Diffusionsvakuumpumpe. Dabei weist die Kühlmitteldurchführung einen Flansch auf, wobei der Flansch eine nach innen offene Vertiefung aufweist, wobei in der Vertiefung eine Kühlmittelleitung angeordnet ist. Dabei weist die Vertiefung einen ersten Durchmesser auf und die Kühlmittelleitung einen zweiten Durchmesser, wobei der zweite Durchmesser kleiner ist als der erste Durchmesser, sodass die Kühlmittelleitung berührungsfrei in der Vertiefung geführt ist. Da innerhalb des Flansches Vakuum herrscht, wird durch die berührungsfreie Führung der Kühlmittelleitung innerhalb des Flansches sichergestellt, dass keine Kälteenergie von dem Kühlmittel in der Kühlmittelleitung auf den Flansch übertragen wird. Somit ist durch die erfindungsgemäße Kühlmitteldurchführung sichergestellt, dass die niedrigen Temperaturen des Kühlmittels in der Kühlmittelleitung nicht über den Flansch auf die Außenseite der Vakuumpumpe übertagen werden und somit wird ebenfalls eine Eisbildung auf der Außenseite der Vakuumpumpe reduziert bzw. verhindert.Furthermore, the present invention relates as an independent invention to a coolant lead-through for a vacuum pump, in particular a diffusion vacuum pump. The coolant leadthrough has a flange, the flange having an inwardly open recess, a coolant line being arranged in the recess. The recess has a first diameter and the coolant line has a second diameter, the second diameter being smaller than the first diameter, so that the coolant line is guided in the recess without contact. Since there is a vacuum inside the flange, the contact-free routing of the coolant line inside the flange ensures that no cold energy is transferred from the coolant in the coolant line to the flange. The coolant duct according to the invention ensures that the low temperatures of the coolant in the coolant line are not transferred to the outside of the vacuum pump via the flange, and ice formation on the outside of the vacuum pump is also reduced or prevented.
Vorzugsweise ist die Kühlmittelleitung mit dem Flansch an der Außenseite des Flansches verbunden ist. Dabei können beispielsweise Flansch und Kühlmittelleitung verschweißt sein, um eine Vakuumdichtigkeit zu erzeugen. Durch ein Verbinden an der Außenseite des Flansches wird lediglich eine geringe Kältebrücke erzeugt, über die Kälteenergie von der Kühlleitung auf den Flansch übertragen wird. Insbesondere, sofern die Verbindung mittels Schweißen erzeigt wird, erstreckt sich diese Verbindung nicht der nur in geringen Maße in die Vertiefung des Flansches hinein, so dass die Kältebrücke klein gehalten werden kann.The coolant line is preferably connected to the flange on the outside of the flange. For example, the flange and the coolant line can be welded in order to create a vacuum tightness. A connection on the outside of the flange only creates a small cold bridge via which the cold energy is transferred from the cooling line to the flange. In particular, if the connection is made by means of welding, this connection does not extend only to a small extent into the recess of the flange, so that the cold bridge can be kept small.
Vorzugsweise ist zumindest teilweise zwischen der Kühlmittelleitung und dem Flansch ein Dichtelement angeordnet, welches insbesondere aus Kunststoff besteht. Hierbei weist Kunststoff eine deutliche geringeren Wärmeleitwert auf als Edelstahl oder andere Metalle, sodass eine thermische Isolierung zwischen der Kühlmittelleitung und dem Flansch erreicht werden kann. Gleichzeitig wird durch das Dichtelement die Vakuumdichtigkeit der Kühlmitteldurchführung erreicht.A sealing element, which in particular consists of plastic, is preferably arranged at least partially between the coolant line and the flange. Here, plastic has a significantly lower thermal conductivity than stainless steel or other metals, so that thermal insulation between the coolant line and the flange can be achieved. At the same time, the sealing element ensures that the coolant duct is vacuum-tight.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung als unabhängige Erfindung eine Diffusionspumpe mit mindestens einer Düse, wobei durch die Düse ein Treibmittel gefördert wird, um ein gasförmiges Medium von einem Einlass der Diffusionsvakuumpumpe zu einem Auslass zu transportieren. Dabei weist die Diffusionsvakuumpumpe eine Leitvorrichtung auf, wie vorstehend beschrieben, welche unmittelbar oberhalb der einlassseitigen Düse, d.h. in Richtung des Rezipienten, angeordnet ist. Weist beispielsweise die Diffusionspumpe lediglich eine Düse auf, so ist die Leitvorrichtung unmittelbar oberhalb dieser einen Düse angeordnet. Weist jedoch die Diffusionsvakuumpumpe mehrere Düsen auf, so ist die Leitvorrichtung unmittelbar oberhalb der Düse angeordnet, welche im Hochvakuumbereich, d.h. am weitesten in Richtung des Einlasses der Diffusionsvakuumpumpe bzw. dem Rezipienten angeordnet ist.Furthermore, the present invention relates as an independent invention to a diffusion pump with at least one nozzle, a propellant being conveyed through the nozzle in order to transport a gaseous medium from an inlet of the diffusion vacuum pump to an outlet. The diffusion vacuum pump has a guide device, as described above, which is arranged directly above the inlet-side nozzle, i.e. in the direction of the recipient. If, for example, the diffusion pump has only one nozzle, the guide device is arranged directly above this one nozzle. However, if the diffusion vacuum pump has several nozzles, the guide device is arranged directly above the nozzle, which is arranged in the high vacuum area, i.e. furthest in the direction of the inlet of the diffusion vacuum pump or the recipient.
Vorzugsweise weist die Diffusionsvakuumpumpe eine Kühlmitteldurchführung auf, wie vorstehend beschrieben. Dabei ist die Kühlmitteldurchführung angeordnet im Flansch der Leitvorrichtung.The diffusion vacuum pump preferably has a coolant duct, as described above. The coolant duct is arranged in the flange of the guide device.
Vorzugsweise besteht zwischen der einlassseitigen Düse und der Leitvorrichtung kein Kontakt, sodass ein Kälteübertrag von der Leitvorrichtung auf die einlassseitige Düse gerade verhindert wird. Somit ist die Leitvorrichtung thermisch isoliert innerhalb der Vakuumpumpe angeordnet, wodurch eine effiziente Kühlung der Leitvorrichtung gewährleistet wird und gleichzeitig ein Kälteübertrag von der Leitvorrichtung auf andere Teile der Diffusionsvakuumpumpe gerade vermieden werden.There is preferably no contact between the inlet-side nozzle and the guide device, so that a transfer of cold from the guide device to the inlet-side nozzle is prevented. The guide device is thus arranged in a thermally insulated manner within the vacuum pump, which ensures efficient cooling of the guide device and at the same time prevents the transfer of cold from the guide device to other parts of the diffusion vacuum pump.
Vorzugsweise weist die Diffusionspumpe einen Anschlussflansch auf, wobei mit dem Anschlussflansch der Diffusionsvakuumpumpe der Flansch der Leitvorrichtung verbunden ist. Insbesondere weist die Leitvorrichtung kein eigenes Gehäuse auf, sodass die Leitvorrichtung mit dem Flansch unmittelbar mit dem Anschlussflansch der Vakuumpumpe, verbunden ist und somit innerhalb dem Gehäuse der Diffusionspumpe angeordnet ist.The diffusion pump preferably has a connection flange, the flange of the guide device being connected to the connection flange of the diffusion vacuum pump. In particular, the guide device does not have its own housing, so that the guide device is connected with the flange directly to the connection flange of the vacuum pump and is thus arranged within the housing of the diffusion pump.
Vorzugsweise überdeckt die Leitvorrichtung, die gesamte Querschnittsfläche des Einlasses der Diffusionsvakuumpumpe.The guide device preferably covers the entire cross-sectional area of the inlet of the diffusion vacuum pump.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht der Leitvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, -
2 eine Schnittansicht der Leitvorrichtung gemäß1 , -
3 eine Draufsicht der Leitvorrichtung gemäß1 , -
4 eine Diffusionsvakuumpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung und -
5 eine Kühlmitteldurchführung gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
1 a perspective view of the guide device according to the present invention, -
2 a sectional view of the guide device according to1 , -
3 a plan view of the guide device according to1 , -
4th a diffusion vacuum pump according to the present invention and -
5 a coolant duct according to the present invention.
Die erfindungsgemäße Leitvorrichtung 10 gemäß
Die Leitvorrichtung 10 weist im dargestellten Beispiel der Figuren vier Leitbleche 16 auf, welche radial zu einander angeordnet sind. Dabei sind die Leitbleche 16 mittels radialer Stege 18 mit dem Flansch 12 der Leitvorrichtung 10 verbunden. Dabei sind die radialen Stege 18 lediglich mittelbar mit dem Flansch 12 über thermische Isolationselemente 20 verbunden zur thermischen Trennung zwischen dem Flansch 12 und den Leitblechen 16. Somit wird eine Übertragung der Kälteenergie von dem Leitblechen 16 auf den Flansch 12 gerade verhindert.In the example shown in the figures, the
In
Wie in
Weiterhin ist der erste Abschnitt 22 mit dem zweiten Abschnitt 30 mittelbar über ein Kühlelement 36 miteinander verbunden, wobei sich bei dem Kühlelement 36, insbesondere über eine Kühlmittelleitung handelt. Mittels des Kühlelements 36 wird Kühlenergie auf die Leitbleche 16 übertragen, um eine effektive Kondensation der Ölmoleküle an den Kondensationsflächen der Leitbleche 16 zu erreichen. Dabei ist das Kühlelement 36 mit einer Kühlmitteldurchführung 50 verbunden. Hierbei weist der Flansch 12, eine Vertiefung bzw. Ausnehmung 52 auf, welche nach innen offen ist. Dabei weist die Ausnehmung 52 einen ersten Durchmesser D1 auf. Weiterhin weist die Kühlmittelleitung 36 einen zweiten Durchmesser D2 auf, wobei der zweite Durchmesser D2 kleiner ist als der erste Durchmesser D1, sodass die Kühlmittelleitung 36 zumindest teilweise innerhalb dem Flansch 12 berührungsfrei geführt ist. Weiterhin ist die Kühlmittelleitung 36 mit der Außenseite des Flansches 12 verbunden, so dass eine vakuumdichte Verbindung zwischen der Kühlmittelleitung 36 und dem Flansch 12 erzeugt wird. Dabei kann beispielsweise die Kühlmittelleitung 36 mittels Verschweißen mit der Außenseite des Flansches 12verbunden sein. Hierbei wird die Kühlmittelleitung über den größeren Teil innerhalb der Ausnehmung 52 des Flansches 12 berührungsfrei geführt und nur im Bereich der Schweißnaht 54 entsteht eine Kältebrücke. Diese weist jedoch einen geringen Querschnitt auf, so dass ein Übertrag der Kälteenergie von der Kühlmittelleitung 36 auf den Flansch 12 reduziert wird. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann zumindest teilweise ein Dichtelement (nicht gezeigt) vorgesehen sein, welches zwischen dem Flansch 12 und der Kühlmittelleitung 36 insbesondere innerhalb der Ausnehmung bzw. Vertiefung 52 des Flansches 12 angeordnet ist. Dabei besteht das Dichtelement insbesondere aus Kunststoff und weist somit eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf als Edelstahl oder eines anderen Metalls aus dem der Flansch 12 hergestellt ist. Somit wird die Kälteenergie, welche von der Kühlmittelleitung 36 auf den Flansch 12 übertragen wird, reduziert. Da im Bereich der Vertiefung 52 Vakuum herrscht und somit ein Wärmeübertrag in diesem Bereich nicht oder nur in geringem Umfang erfolgt. Selbstverständlich weist die Leitvorrichtung 10 mehr als eine Kühlmitteldurchführung auf. So kann beispielsweise gemäß der
Die Diffusionsvakuumpumpe 40 weist einen Vorratsraum 45 auf zur Bevorratung eines Treibmittels. In dem Vorratsraum 45 ist ein Heizelement vorgesehen, durch welches das Treibmittel verdampft wird und durch die Düsen 46 wieder austritt. Dabei werden Gasmoleküle aus dem Vakuum mitgerissen und in Richtung des Auslasses 41 gefördert. Das Treibmittel kondensiert an den Innenwänden 47 des Gehäuses 42 und gelangt somit wieder zurück in den Vorratsraum 45.The
Die Leitvorrichtung 10 ist dabei oberhalb der einlassseitigen Düse 46 angeordnet, d.h. von der einlassseitigen Düse 46 in Richtung des Rezipienten. Dabei besteht kein Kontakt zwischen der einlassseitigen Düse 46 und der Leitvorrichtung 10, so dass die Kälteenergie nicht von der Leitvorrichtung auf die Düse übertragen wird.The
Somit ist eine Leitvorrichtung bzw. Dampfsperre geschaffen, die in das Gehäuse der Diffusionsvakuumpumpe integriert ist, trotzdem leicht zu einzubauen und wieder auszubauen ist und völlig blickdicht ist. Weiterhin besteht auf Grund der erfindungsgemäßen Kühlmitteldurchführung die Möglichkeit die Leitvorrichtung zu kühlen, sogar zu sehr tiefen Temperaturen von bis zu -196°C, ohne, dass hierdurch eine negative Beeinflussung der Funktionalität der Diffusionspumpe entsteht.Thus, a guide device or vapor barrier is created that is integrated into the housing of the diffusion vacuum pump, is nevertheless easy to install and remove again and is completely opaque. Furthermore, due to the coolant duct according to the invention, there is the possibility of cooling the guide device, even at very low temperatures of down to -196 ° C., without this having a negative effect on the functionality of the diffusion pump.
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