DE685169C

DE685169C - Einrichtung zur Kuehlung von mehrstufigen Diffusionspumpen

Info

Publication number: DE685169C
Application number: DEA81640D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Arthur Partzsch
Original assignee: ALLG ELEK CTAETS GES
Current assignee: ALLG ELEK CTAETS GES
Priority date: 1937-01-13
Filing date: 1937-01-13
Publication date: 1939-12-13

Description

Einrichtung zur Kühlung von mehrstufigen Diffusionspumpen Quecksilberdiffusionspumpen werden im allgemeinen mit Hilfe von strömendem Wasser gekühlt. Zur Erzielung eines hohen Vakuums ist es erforderlich, die Hochvakuumstufe besonders gut zu kühlen. Bei den bekannten Anordnungen sind die verschiedenen Stufen in einem zylindrischen Rohr derart übereinander angeordnet, daß die oberste Düse die Hochvakuumdüse ist, während sich die gegen den Vorvakuumdruck arbeitende Düse am unteren Ende befindet. Zur Vermeidung der Bildung von Luftsäcken im Kühlwassermantel ist es gebräuchlich, das Kühlwasser unten in den Kühlmantel ein- und oben austreten zu lassen. Es erhält also auf diese Weise die Vorvakuumdüse das kältere, die Hochvakuumdüse das durch die abgeführte Wärme bereits erwärmte Kühlmittel. Es ist deshalb notwendig, die Kühlmittelgeschwindigkeit so einzustellen, daß das durch .die Vorvakuumstufen bereits erwärmte Wasser sich auf der niedrigen, für die Hochvakuumdüse erforderlichen Temperatur befindet. Bei durch Frischwasser gekühlten Anlagen 'läßt sich dies im allgemeinen erreichen; es hat lediglich den Nachteil, daß verhältnismäßig viel Kühlwasser benötigt wird. Schwierigkeiten treten dagegen bei hoher Frischwassertemperatur auf, da in diesem Fall die Kühlmittelgeschwindigkeit außerordentlich gesteigert werden müßte. Auch bei durch Luftkühler rückgekühltem Kühlwasser ist es im allgemeinen nicht möglich, die Kühlmittelumlaufgeschwindigkeit so zu beschleunigen, daß die Hochvakuumdüse ausreichend gekühlt wird.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb eine Einrichtung zur Kühlung von mehrstufigen Diffusionspumpen, die sich von den bekannten dadurch unterscheidet, daß für die Hochvakuumstufe ein besonderer Kühler vorgesehen ist, dessen Kühlmittel auf eine niedrigere Temperatur gekühlt wird als das Kühlmittel für die übrigen Druckstufen. Bei dieser Anordnung werden nicht nur die erwähnten Nachteile vermieden, sondern es wird außerdem noch Heizenergie gespart, da d-e Wandung der Pumpe in der Nähe des Heizgefäßes, nämlich bei der Vorvakuumdruclz:-stufe, bei dieser Einrichtung bedeutend weni= ger gekühlt wird als bei den bekannten Ein-.. richtungen mit gemeinsamem Kühlmittel für alle Druckstufen. Es empfiehlt sich, die Trennung zwischen den beiden Kühlern so auszubilden, daß nur ein verhältnismäßig geringer Wärmestrom durch die Trennwand fließen kann.
Die Abbildungen zeigen in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Der aus der Hochvakuumdüse i austretende Dampf wird bei 2 kondensiert. Den Abschluß dieser Stufe bildet die im allgemeinen mit Hilfe von Quecksilber gedichtete Platte 3. Die Fläche 2 wird durch den Kühler der Hochvakuumstufe 4 gekühlt, dessen Kühlwasser bei 5 ein- und bei 6 austritt.
Die Vorvakuumstufen befinden sich unterhalb der Platte 3. Ihre Kühlfläche 7 wird durch den gemeinsamen Kühler 8 gekühlt, dessen Kühlwasser bei 9 zu- und bei i o abgeführt wird. Das Heizgefäß 12 befindet sich am unteren Ende der Pumpe. Es ist zweckmäßig, zwischen dem Heizgefäß und der Unterkante des Kühlers 8 einen Zwischenraum vorzusehen, damit das Heizgefäß nicht zu stark gekühlt wird. Zwischen den Kühlern 4 und 8 ist ein Zwischenraum vorgesehen, der den Wärmeübergang von unten nach oben erschwert. Bei Frischwasserkühlung wird dem oberen Kühler das Frischwasser bei 5 zugeführt. Der untere Kühler kann mit dem Abwasser der Hochvakuumdruckstufe gekühlt werden. Unter Umständen kann zu seiner Kühlung ebenfalls Frischwasser benutzt werden. In diesem Fall braucht die Kühlwassergeschwindigkeitjedoch nur gering zu sein, da das Wasser sich im Innern des Kühlers 8 erheblich erwärmen darf, ohne daß die Pumpleistung zurückgeht. Es zeigt sich sogar, daß durch eine Steigerung der Kühlwassereintrittstemperatur 9 eine Steigerung der Pumpleistung erzielt wird. Besonders vorteilhaft ist die Einrichtung gemäß der Erfindung bei der Anwendung von Luftrückkühlern.
Abb.2 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Hochvakuumpumpe gemäß der Erfindung, deren Hochvakuumstufe 4 durch in dem Rückkühler 13 gekühltes Wasser gekühlt wird. Die Vorvakuumdüsen werden ebenfalls mit diesem Kühler entnommenem Kühlwasser gekühlt. Die Zuleitung zum unteren Kühler ist jedoch im oberen Teil des Rückkühlers 13 angebracht, so daß das dem Vorvakuumkühler 8 zugeführte Wasser eine höhere Temperatur besitzt als das dem Hochvakuumkühler 4 zugeführte Wasser.
Abb.3 zeigt eine andere Anordnung, bei -teer die Kühlung des Hochvakuumkühlers '".,.durch verbessert ist, daß zu seiner Kühlung ein verhältnismäßig großer Teil 15 des gemeinsamen Rückkühlers herangezogen wird, während für die Kühlung der Vorvakuumstufen 8 nur ein kleiner Teil 14 des Rückkühlers ausgenutzt wird. Zwischen den beiden Kühlern kann eine den Wärmeaustausch behindernde Wand vorgesehen werden. Eine vollständige Trennung der für die beiden Kühler dienenden Flüssigkeitsmengen ist jedoch nicht erforderlich.
Abb.4 zeigt die Anwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung bei der Verwendung von zwei getrennten Kühlern. Dem Hochvakuumkühler 4 wird durch den großen Luftrückkühler 16 -gekühltes Wasser zugeführt, während der Vorvakuumkühler 8 nur durch den kleineren- Kühler 17 gekühltes Wasser erhält. Durch die Unterteilung der Kühler wird eine bessere Ausnutzung des Frischwassers, z. B. der Rückkühler, erreicht.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Hochvakuumstufenkühler 4 so anzuordnen, daß die Platte 3 durch ihn mitgekühlt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Kühlung von mehrstufigen Diffusionspumpen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hochvakuumstufe ein besonderer Kühler vorgesehen ist, dessen Kühlmittelaustrittstemperatur niedriger ist als bei den übrigen Druckstufen.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auch die die Hochvakuumstufe von der ersten Vorvakuumstufe trennende Wand (3) in den Kühlbereich des Kühlers der Hochvakuumstufe fällt.
3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kühler für die Hochvakuumstufe und dem für die Vorvakuumstufe ein den Wärmeübergang erschwerender Teil oder Zwischenraum vorgesehen -ist.
4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler der Hochvakuumstufe ein Kühlmittel aus einem Rückkühler erhält, der gleichzeitig das Kühlmittel der Vorvakuumstufe rückkühlt und es zum Kühler dieser Stufe schon aus dem oberen Teil des Rückkühlers abführt.
5. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkühler für die Hochvakuumstufe und die Vorvakuumstufe nebeneinander in einem gemeinsamen, durch eine Wand getrennten Gefäß untergebracht-sind, dessen größerer Teil (15) zur Kühlung des Kühlmittels für die Hochvakuumstufe dient, während der kleinere Teil (14) das Kühlmittel der Vorvakuumstufe rückkühlt.
6. Einrichtung nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Rückkühlungdes Kühlmittels der Hochvakuumstufe ein großer Kühler vorgesehen ist und für die Rückkühlung 4es Kühlmittels der Vorvakuumstufe ein besonderer kleinerer Kühler dient.