DE696389C

DE696389C - Mehrstufige Dampfstrahlpumpe aus Metall zur Herstellung von Hochvakuum

Info

Publication number: DE696389C
Application number: DE1938ST057747
Authority: DE
Inventors: Uno Lamm
Original assignee: STALTURBINE GmbH
Current assignee: STALTURBINE GmbH
Priority date: 1938-01-22
Filing date: 1938-08-10
Publication date: 1940-09-20

Description

Mehrstufige Dampfstrahlpumpe aus Metall zur Herstellung von Hochvakuum Bei mehrstufigen Dampfstrahlpumpen aus Metall zur Herstellung von Hochvakuum hat man bisher entweder das Dampfverteilungsrohr den Strahldüsen von unten von einem an das Pumpengehäuse unmittelbar angeschlossenen Verdampfungsraum zugeführt oder die von Glaspumpen bekannte Formgebung mit einem oben umgebogenen, sich an die oberste Dampfstrahldüse unmittelbar anschließenden Steigrohr, das von einem außenliegenden Verdampfungsraum ausgeht, verwendet. Beide Ausführungen verursachen eine große Wärmeleckung zwischen dem heißen Dampf und der gekühlten Außenwand des Pumpengehäuses, die den Wirkungsgrad erniedrigt und eine X.ühlung durch die natürliche Luftströmung praktisch unmöglich macht; die letztere Ausführungsform erschwert auch das Auseinandernehmen der Pumpenteile für Aufsicht und Ausbesserung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrstufige Dampfstrahlpumpe aus Metall, die eine niedrige Wärmeleckung besitzt und die ferner das leichte Auseinandernehmen der Pumpe ermöglicht. Die Pumpe benutzt dabei in bekannter Weise eine Dampfzufuhr zu den Düsen von oben aus einem außerhalb des Pumpengehäuses liegenden Steigrohr von dem ebenfalls außerhalb des Pumpengehäuses liegenden Verdampfungsraum, aber im Gegensatz zu den bekannten Bauarten ist hierbei ein besonderes Dampfverteilungsrohr für die Düsen durch eine oben im Hochvakuum liegende Fuge lösbar mit dem Steigrohr verbunden.
Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind in Abb. i und 2 der Zeichnung dargestellt, wobei Abb. i die ganze Pumpe zeigt, während Abb. 2 einen Schnitt durch den oberen Teil des Pumpengehäuses darstellt.
In Abb. i ist i das zylindrische Gehäuse der Pumpe und 2 eine seitliche Erweiterung desselben oben. 3 ist der Siederaum und q. ein Heizelement für dessen Beheizung. Die Dämpfe verlassen den Siederaum durch das Dampfsteigrohr 5, welches durch einen evakuierten Zwischenraum gegen das umgebende Rohr 6 nach außen wärmeisoliert ist. Die beiden Rohre 5 und 6 sind an den Siederäum vakuumdicht angeschweißt. Oben ist das Rohr 6 an den Boden der Erweiterung-2 bei 7 angeschweißt, während das Dampfsteigrohr 5 durch ein Loch im Boden frei eintritt. Dadurch wird es ermöglicht, daß sich das Dampfsteigrohr 5 bei Temperaturschwankungen frei verlängern und verkürzen kann. Ferner wird hierdurch erreicht, daß das Dampfsteigrohr 5 nur mittelbar durch das umgebende Rohr 6 mit dem Pumpengehäuse in wärmeleitende Verbindung kommt, und daß der Zwischenraum zwischen den beiden Rohren höchevakuiert bleibt. Bei dem Hauptverwendungszweck der Pumpe, nämlich für die Vakuumerhaltung etwa zwischen o, i und o,ooi mm Quecksilbersäule, sind die beiden Umstände wichtig, um die Wärmeleckung zwischen dem Dampf und dem Pumpengehäuse sehr niedrig zu halten. Das Dampfsteigrohr 5 ist durch eine Kupplung 8 mit dem mit 9 bezeichneten Zuflußrohr zu den Düsen io, 11, 12 lösbar verbunden, welch letztere in der Zeichnung nur schematisch dargestellt sind. Sie münden in ringförmige Einsatzstücke 21, 13 und 1q., die die Zwischenwände zwischen den Saug- und Druckseiten der Düsen i o, i i und 12 bilden. Diese Einsatzstücke können vorteilhaft im Gehäuse durch ein Schwind- oder Schwellverfahren befestigt werden, wobei sie im letzteren Falle vor ihrer Einführung zweckmäßig durch flüssige Luft gekühlt werden.
Die von der Pumpe angesaugten und zusammengedrückten Gase verlassen das Pumpengehäuse zusammen mit dem Kondensat durch das Rohr 15, welches sie zum Quecksilberverschluß 16 führt. Hier werden die Gase abgeschieden und strömen durch das Rohr 17 zur Vorvakuumrichtung, während das Kondensat durch das Rohr 18 zum Siederaum zurückfließt. Der Quecksilberverschluß 16 dient als Rückschlagventil, wenn die Pumpe außer Wirkung tritt. Mit dem zu evakuierenden Behälter ist die Pumpe durch das Rohr 19 verbunden, das sich mit einer Quecksilberdichtung an die Erweiterung ,-7 des Gehäuses anschließt. Das Gehäuse kann durch Kühlflansche 20, gegebenenfalls ohne künstliche Luftströmung gekühlt werden. Der rechts in der Zeichnung dargestellte Kühlflansch ist als frei hinter dem Rohr 6 liegend gedacht. Infolge der Einführung des Dampfsteigrohres 5 durch den erweiterten Teil des Gehäuses können das Rohr 9 und die Düsen i o, i i und 12 unbehindert vom Dampfsteigrohr 5 aus dem Gehäuse herausgezogen werden, nachdem nur die *Kupplung 8 gelöst worden ist. Auch können die Einsatzstücke 13, i¢ und 2 i erst nach der Ausführung der Schweißfuge 7 eingesetzt werden. Dies ist beim Herstellen der Pumpe vorteilhaft, da keine Schweißung mit daraus verursachtem Anlaufen und Schlackenbildung ausgeführt zu werden braucht, nachdem die Einsatzstücke eingeführt sind.
In Abb. 2 wird eine Einzelheit des Pumpengehäuses i mit dem Dampfsteigrohr 5 dargestellt. Auch hier ist das Dampfsteigrohr in das Gehäuse durch eine seitliche Erweiterung des letzteren eingeführt. Diese Erweiterung besteht hier aus einem mit dem Dampfrohr konzentrischen Metallrohr 3o, das einen kleinen Durchmesser haben und deshalb entsprechend dünnwandig ausgeführt werden kann. Durch diese Ausführung vermeidet man, daß die Rohreinführung ein Hindernis für das Ausnehmen der inneren Teile bildet. Gleichzeitig ist die erforderliche vakuumdichte Verbindung zwischen dem warmen Dampfsteigrohr und der kalten Gehäusewand so ausgeführt, daß der Wärmeleitwiderstand zwischen diesen Teilen durch die dünne Wand groß und das Wärmelecken also klein wird. In diesem Falle kann die Wärmeisolierung des Dampfsteigrohres am besten aus festem Isolierstoff bestehen. Die lösbare Fuge zwischen dem Dampfsteigrohr 5 und dessen Fortsetzung g ist hier als ein kegeliger Anschluß 3 i dargestellt, bei dem der Anliegedruck durch eine Feder 32 bewirkt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mehrstufige Dampfstrahlpumpe aus Metall mit Dampfzufuhr an die Düsen von oben aus einem außerhalb des Pumpengehäuses liegenden Dampfsteigrohr von dem ebenfalls außerhalb des Pumpengehäuses liegenden Siederaum, dadurch gekennzeichnet, daß ein besonderes Dampfzuflußrohr (9) für die Düsen durch eine oben im Hochvakuum liegende lösbare Fuge (8) mit dem Dampfsteigrohr (5) verbunden ist.
2. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfsteigrohr (5) in eine obenliegende seitliche Erweiterung (2) des Pumpengehäuses, beispielsweise durch den Boden einer zylindrischen Erweiterung, eingeführt ist.
3. Pumpe nach Anspruch 2 mit einem wärmeisolierenden Schutzrohr für das Dampfsteigrohr, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Schutzrohr (6) in das Hochvakuum einmündet und das Dampfsteigrohr (5) frei umgibt, so daß das letztere nur mittelbar mit dem Pumpengehäuse in Verbindung steht und gegen das Schutzrohr durch Hochvakuum wärmeisoliert ist. q..
Pumpe nach Anspruch z mit einem mit der zylindrischen Erweiterung in metallischem Kontakt stehenden Dampfsteigrohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (30) von kleinem Durchmesser und entsprechend dünnwandig ist.
5. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil ihres Gehäuses aus einem innen im wesentlichen zylindrischen Rohr (i) mit durch Kühlung @eingeschwundenen ringförmigen Einsatzstücken (21, 13, 14) besteht, welch letztere zusammen mit den Dampfstrahldüsen die Räume verschiedenen Druckes voneinander trennen.
6. Pumpe nach den Ansprüchen a und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlüß für das Dampfsteigrohr (5) so angeordnet ist, daß .die ringförmigen Einsatzstücke (2i, 13, 1q.) eingeführt werden können, nachdem das Steigrohr am Platz angebracht ist.