DE966418C

DE966418C - Cold trap to prevent back diffusion of the propellant from diffusion and steam jet pumps

Info

Publication number: DE966418C
Application number: DEH14811A
Authority: DE
Inventors: Johannes Schwindt
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1952-12-21
Filing date: 1952-12-21
Publication date: 1957-08-01

Description

Kühlfalle zur Verhinderung der Rückdiffusion des Treibmittels von Diffusions- und Dampfstrahlpumpen Bekanntlich kann in Diffusions- und Dampfstrahlpumpen die Diffusion des Treibmittels in den Rezipienten eine für den Ablauf der angestrebten chemischen oder physikalischen Reaktionen in hohem Maße störende Begleiterscheinung sein.Cold trap to prevent back diffusion of the propellant from Diffusion and steam jet pumps It is known that diffusion and steam jet pumps can be used the diffusion of the propellant into the recipient is one for the expiration of the desired chemical or physical reactions to a large extent disruptive side effect be.

Zur Verhinderung dieser unerwünschten Begleiterscheinungen sind bereits verschiedene Formen von Kühlfallen für die rückdiffundierenden Treibmittel vorgeschlagen worden, die aus Kühlflächen bestehen, die in den Strömungsgang eingebaut sind.To prevent these undesirable side effects are already various forms of cold traps for the back diffusing propellants have been proposed which consist of cooling surfaces that are built into the flow passage.

So ist eine Kühlfalbe bekanntgeworden, die eine Anzahl von radialsymmetrisch zur Achse des Verbindungsrohres angeordneten Metallblechen mit einem zur Achse des Verbindungsrohres parallel verlaufenden Blechteil enthält. Die Metallbleche sind mit dem Pumpenkörper verbunden, etwa mit dem Pumpenkörper verschweißt, nicht aber unter sich zusammengehalten. Diese Kühlfallen erfordern aber eine vergleichsweise große Baulänge, so daß sie keinen praktisch unmittelbaren Anschluß der Pumpe am Rezipienten zulassen.So a cold falbe has become known that has a number of radially symmetrical to the axis of the connecting pipe arranged metal sheets with a to the axis of the Connecting pipe contains parallel sheet metal part. The metal sheets are connected to the pump body, for example welded to the pump body, but not held together. However, these cold traps require a comparative large overall length, so that there is no practically direct connection of the pump to the Allow recipients.

Ein anderer, oft befolgter Vorschlag will die auftretenden Schwierigkeiten dadurch beseitigen, daß man die Treibmitteldämpfe an mindestens einem oder mehreren hintereinander geschalteten Metallblechen kondensieren läßt, die in gut wärmeleitender Verbindung mit dem Außenmantel des Pumpengehäuses stehen, so daß die auftreffenden Treibmitteldämpfe ihre thermische Bewegungsenergie daran abführen können. Da sie jedoch mit ihrer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung stehen und einzeln zumindest einen Teil des zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitts abschirmen, decken sie bei Hintereinanderschaltung mehrerer Bleche den gesamten Strömungsquerschnitt vollkommen oder sogar mehrfach ab. Es ergibt sich so der empfindliche Nachteil, daß die Saugleistung infolge des Strömungswiderstandes der Abschirmung vermindert und die Wirtschaftlichkeit der Anlage beeinträchtigt wird.Another suggestion that is often followed is to address the difficulties that arise thereby eliminate that one or more of the propellant vapors metal sheets connected in series can condense, which in good heat-conducting Are connected to the outer jacket of the pump housing, so that the impinging Propellant fumes can dissipate their thermal kinetic energy from it. However, since they are with their Stand perpendicular to the direction of flow and individually at least part of the plane screen the available flow cross-section, cover them when connected in series several sheets the entire flow cross-section completely or even several times away. There is so the sensitive disadvantage that the suction power as a result of Flow resistance of the shield and the economy of the Plant is impaired.

Auch ist vorgeschlagen worden, mehrere konzentrische Rohre verschiedenen Durchmessers so anzuordnen, daß sie einen gewissen radialen Abstand voneinander haben, und jedes von ihnen am unteren Ende trichterförmig auszubilden, so daß sie den Rohrquerschnitt unter Freilassung ringförmiger Spalte verdecken. Aber auch diese Anordnung bedeutet eine wesentliche Vergrößerung des Strömungswiderstandes infolge des teilweisen Verschlusses der Randteile des Rohrquerschnittes.It has also been suggested several concentric tubes of various types Arrange diameter so that they have a certain radial distance from each other have, and each of them funnel-shaped at the lower end, so that they cover the pipe cross-section leaving ring-shaped gaps. But also this Arrangement means a significant increase in the flow resistance as a result the partial closure of the edge parts of the pipe cross-section.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine neuartige Kühlfalle in Diffusions- und Dampfstrahlpumpen, welche in überraschender Weise bei weitgehender Vermeidung der geschilderten Nachteile die Rückdiffusion durch vollständige Kondensation der Treibmitfeldämpfe an den verbesserten Fangflächen verhindert. Diese erfindungsgemäße, im Verbindungsrohr zwischen der Pumpe und dem Rezipienten angeordnete Kühlfalle, die eine Anzahl von zur Achse des Verbindungsrohres radialsymmetrischen Metallblechen mit einem zur Achse des Verbindungsrohres parallel verlaufenden Blechteil enthält, wird gekennzeichnet dadurch, daß die Metallbleche vorzugsweise von einer in das Verbindungsrohr eingepaßten Ringhülse unter sich zusammengehalten sind und an den zur Achse des Verbindungsrohres parallel verlaufenden Teil der Metallbleche ein abgewinkelter Teil angesetzt ist.The present invention relates to a novel cold trap in Diffusion and steam jet pumps, which surprisingly with far Avoidance of the disadvantages described, back diffusion through complete condensation which prevents propellant fumes on the improved trapping surfaces. This invention, cold trap arranged in the connecting pipe between the pump and the recipient, a number of metal sheets radially symmetrical to the axis of the connecting pipe with a sheet metal part running parallel to the axis of the connecting pipe, is characterized in that the metal sheets are preferably inserted into the Connecting pipe fitted ring sleeve are held together and to the a part of the metal sheets running parallel to the axis of the connecting pipe angled part is attached.

Die Erfindung und für ihre praktische Ausführung weiteren wesentlichen Merkmale seien an Hand eines schematischen Querschnitts durch die Kühlfalle erläutert. In ein mit Hilfe der beiden Flansche i und q. an der nicht dargestellten Diffusionspumpe und an der Rezipientenplatte 5 angeschlossenes kurzes, vorzugsweise doppelwandiges, von Kühlmitteln umflossenes Verbindungsrohr 3 mit einem äußeren Mantel 2 ist die neuartige Kühlfalle eingebaut. Vorzugsweise ist vorgesehen, die radialsymmetrisch mit gleichem Winkelabstand angeordneten achsparallelen Teile io der Fangflächen durch eine innere und eine äußere Ringhülse starr zu verbinden. Der Außenring 8 ist in das Verbindungsrohr 3 dicht eingepreßt, wodurch auch eine gute Wärmeableitung zu der gekühlten Rohrwandung 3 gewährleistet wird.The invention and other essentials for its practical implementation Features are explained using a schematic cross section through the cold trap. In a with the help of the two flanges i and q. on the diffusion pump, not shown and short, preferably double-walled, connected to the recipient plate 5 The connecting pipe 3, surrounded by coolants and having an outer jacket 2, is the new type of cold trap installed. It is preferably provided that the radially symmetrical with the same angular distance arranged axially parallel parts io of the catch surfaces to be rigidly connected by an inner and an outer ring sleeve. The outer ring 8 is tightly pressed into the connecting pipe 3, which also ensures good heat dissipation to the cooled pipe wall 3 is guaranteed.

Die innere, achsseitige Ringhülse g dient auch als Lager und als Führung für . den beweglichen Schaft ii des Plattenventils 16, welches im geschlossenen Zustand unmittelbar oberhalb der Kühlfalle angeordnet sein soll und sich zweckmäßigerweise unter Freigabe eines ringförmigen Spaltes in das Innere des zu evakuierenden Raumes öffnet. Der Plattenventilteller 16 ist mittels einer Mutter i 5 gekontert und mittels einer Buchse6 auf den Schaft i i aufgeschraubt. Im geschlossenen Zustande liegt der Plattenventilteller vorzugsweise mittels eines eingelassenen trapezförmigen Dichtungsringes 1.4 mit dem Tellerrand auf einer tingförmigen Zone der Rezipientenplatte 5. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß bei. geöffnetem Ventil im Betriebszustande eine gute Beobachtung der Auflagefläche möglich ist und diese im Gegensatz zu bislang oft benutzten versenkten Ventilklappen nach der Benutzung zur Reinigung leicht zugänglich ist.The inner, axial-side annular sleeve g also serves as a bearing and as a guide for . the movable shaft ii of the plate valve 16, which in the closed State should be arranged directly above the cold trap and expediently releasing an annular gap into the interior of the room to be evacuated opens. The plate valve disk 16 is countered by means of a nut i 5 and by means of a socket6 screwed onto the shaft i i. Lies in the closed state the plate valve disk preferably by means of a recessed trapezoidal one Sealing ring 1.4 with the plate rim on a ring-shaped zone of the recipient plate 5. This has the advantage that at. open valve in the operating state a good observation of the contact surface is possible and this in contrast to before often used recessed valve flaps easily accessible after use for cleaning is.

Die oberen Hälften 7 der Fangflächen sind erfindungsgemäß windflügelähnlich abgewinkelt, so daß sie eine Neigung von etwa 3o bis 60'° zur Strömungsrichtung haben.According to the invention, the upper halves 7 of the capture surfaces are similar to wind blades angled so that they incline from about 3o to 60 '° to the direction of flow to have.

Die windflügelähnlich abgewinkelten Teile der Kühlbleche brauchen an ihren beiden Enden nicht mit der inneren und äußeren Hülse in Verbindung zu stehen, da die Wärme über die achsenparallelen Kühlrippenteile abgeleitet wird.Need the angled parts of the cooling plates that are similar to wind blades not to be in connection at both ends with the inner and outer sleeves, because the heat is dissipated via the axially parallel cooling fin parts.

Das andere Ende des Ventilschaftes i i ist mit einer Führungshülse 1a verbunden, welche durch den bei Drehung der Exzenterscheibe 13 um die Achse.17 ausgeübten Druck auf- und abbewegt werden kann, wodurch das Ventil geöffnet oder geschlossen wird. Die Achse 17 ist mittels einer @#akuumdichten Drehdurchführung durch den im Rohrmantel eingelassenen Flansch 18 herausgeführt und wird von außen zur Bedienung gedreht.The other end of the valve stem i i is provided with a guide sleeve 1a connected, which by the rotation of the eccentric 13 about the axis.17 applied pressure can be moved up and down, opening the valve or is closed. The axis 17 is by means of an @ # vacuum-tight rotary feedthrough led out through the flange 18 embedded in the pipe jacket and is from the outside rotated for operation.

Die Teile der erfindungsgemäßen Kühlfalle, die einen guten Wärmekontakt haben sollen, also besonders Kühlbleche und Außenring= werden zweckmäßigerweise aus gut wärmeleitendem Metall, beispielsweise Kupfer, andere Teile, die z. B. nur zur Führung und Lagerung der beweglichen Elemente dienen, beispielsweise aus Bronze gefertigt; für reine Stützteile, wie Flansche und Rohrwandungen, ist z. B. Stahl geeignet.The parts of the cold trap according to the invention that have good thermal contact should have, so especially cooling plates and outer ring = are expedient made of a highly thermally conductive metal, such as copper, other parts that, for. B. only serve to guide and support the movable elements, for example made of bronze manufactured; for pure support parts, such as flanges and pipe walls, z. B. steel suitable.

Die vorgeschlagene Kombination eines Plattenventils und einer Kühlfalle, welche sowohl achsenparallele als auch abgewinkelte Teile der Fangflächen umfaßt, benötigt nur ein vergleichsweise kurzes Verbindungsrohr zwischen Pumpe und Rezipient. Dadurch ist die Bauweise raumsparend und gedrängt. Der Strömungswiderstand für den Gasstrom ist im Vergleich zu bekannten Kühlfallen überraschend gering. Auch die erzielte Materialersparnis ist beachtlich.The proposed combination of a plate valve and a cold trap, which includes both axially parallel and angled parts of the catch surfaces, only requires a comparatively short connecting pipe between the pump and the recipient. As a result, the design is space-saving and compact. The flow resistance for the The gas flow is surprisingly low compared to known cold traps. Also the The material saving achieved is considerable.

Da auch das Plattenventil über seinen Schaft i i, der inneren Führungshülse 9 und den Fangflächen io in gutem Wärmekontakt mit der gekühlten Rohrwandung 3 steht, können an ihm die letzten Teile von rückdiffundierten Treibmitteldämpfen kondensieren. Es ist bei der beschriebenen Ausführungsform sehr leicht möglich, Verschmutzungen am Ventil festzustellen und zu beseitigen, da sich das Plattenventil in den Innenraum des Rezipienten öffnet und seine Auflagezone im Betriebszustand gut beobachtet werden kann und bei abgehobenem Rezipienten leicht zugänglich ist.Since the plate valve via its shaft i i, the inner guide sleeve 9 and the catch surfaces io are in good thermal contact with the cooled pipe wall 3, the last parts of the propellant vapors that have diffused back can condense on it. In the embodiment described, it is very easy to remove soiling to be determined on the valve and to be eliminated, as the plate valve is located in the interior of the recipient opens and its support zone can be observed carefully in the operating state can and is easily accessible when the recipient is lifted.

. Die erfindungsgemäße Kühlfalle mit Plattenventil ist vergleichsweise einfach einzubauen, indem die Kühlfalle bei guter Passung des Ringes 8 leicht in das Verbindungsrohr eingedrückt und anschließend das Plattenventil auf den Schaft i i aufgeschraubt wird.. The cold trap according to the invention with a plate valve is comparatively easy to install by removing the cold trap with a good fit of the ring 8 slightly pressed into the connecting pipe and then open the plate valve the shaft i i is screwed on.

Da die neuartigen Kühlfallen den Strömungsquerschnitt trotz der Abdeckung kaum verengen, ist die Unterdrückung der Rückdiffusion nicht mit einer Verminderung der Saugleistung verbunden, wie sie bekannte Kühlfalleneinbauten mit sich bringen. Vielmehr wird diesen älteren Bauarten gegenüber die Saugleistung ganz beträchtlich, und zwar um 25 bis 35 °/a erhöht.Because the new cold traps reduce the flow cross-section despite the cover hardly narrow, the suppression of back diffusion is not associated with a decrease connected to the suction power, as they bring with them known cold trap installations. Rather, the suction power is quite considerable compared to these older designs, namely increased by 25 to 35 per cent.

Im Rahmen der Erfindung sind Abwandlungen der Kühlflächen möglich. Beispielsweise kann der achsenparallele Flächenteil eines Kühlbleches vollkommen fehlen, so daß die Kühlfalle die Form eines Windrades erhält, wobei auch in diesem Falle eine innere und eine äußere Ringhülse die Festigkeit des Systems, den guten Wärmeübergang zum Kühlmantel gewährleistet und zur Führung des Ventilschaftes dient. Weiterhin gibt man zweckmäßig den abgewinkelten Teilen der Kühlfächer eine strömungstechnisch günstige, nichtebene Gestalt. Die fächerförmigen Kühlflächen lassen sich auch so anordnen, daß die abgewinkelten Blechteile nicht dem Plattenventil zugekehrt, sondern von ihm abgewandt sind. Schließlich lassen sich bei besonderen Anforderungen zwei oder mehrere nach der Erfindung gestaltete Kühlfächer hintereinanderschalten.Modifications of the cooling surfaces are possible within the scope of the invention. For example, the axially parallel surface part of a cooling plate can be completely are absent, so that the cold trap is given the shape of a wind turbine, also in this one Trap an inner and an outer ring sleeve, the strength of the system, the good Heat transfer to the cooling jacket is guaranteed and is used to guide the valve stem. Furthermore, it is expedient to give the angled parts of the cooling compartments a fluidic favorable, uneven shape. The fan-shaped cooling surfaces can also be used like this arrange that the angled sheet metal parts do not face the plate valve, but are turned away from him. Finally, two can be used for special requirements or connect several cooling compartments designed according to the invention one behind the other.

Claims

IAT CLAIMS: i. To prevent back diffusion of the propellant used by diffusion and steam jet pumps, in the connecting pipe between the Pump and the recipient arranged cold trap, which a number of to the axis of the Connecting pipe radially symmetrical sheet metal with one to the axis of the connecting pipe contains parallel sheet metal part, characterized in that the metal sheets preferably from an annular sleeve (9) fitted into the connecting tube (3) are held together and parallel to the axis of the connecting pipe (3) extending part of the metal sheets an angled part (7) is attached.

2. Cold trap according to claim i, characterized in that the cooling plates are directly below the valve disk of a preferably opening to the recipient Seat valve.

3. Cold trap according to claim 1 to 2, characterized in that that the axial ends of the cooling plates are connected by an annular sleeve, the at the same time forms the guide bearing for the stem of the plate valve.

4. Cold trap according to claims i to 3, characterized in that the angled parts of the cooling plates have an inclination of 3o to 60 '° - to the pipe axis. Considered publications: German Patent No. 696,374; . French Patent Specification No. 837 83: 2,933 M, 973 565 U.S. Patent No. 2,291,054 ..