DEP0033342DA

DEP0033342DA - Device with a high vacuum pump with a moisture trap

Info

Publication number: DEP0033342DA
Authority: DE
Inventors: Hendrik Gerhard Casimir Eindhoven Brugt
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Publication date: 1950-08-03

Description

Quecksilberdampfdiffusionspumpen sind in der Regel mit einem Feuchtigkeitsfang versehen, der bei Verwendung solcher Pumpen zwischen der Pumpe und dem Raum, in dem ein Hochvakuum aufrechterhalten werden muss, angeordnet ist. Dieser Feuchtigkeitsfang hat zum Zweck, in der Leitung zwischen der Pumpe und dem zu evakuierenden Raum befindlichen Quecksilberdampf zu kondensieren. Sollte man diese Massnahmen nicht treffen, so würde die Gefahr bestehen, dass die Dampfspannung des Quecksilberdampfes bei Zimmertemperatur das Hochvakuum im Raum beeinträchtigen könnte. Neben Quecksilberdampf werden vom Feuchtigkeitsfang auch die Wasserteilchen kondensiert, die die gleichen schädlichen Eigenschaften in Bezug auf Aufrechterhaltung des Hochvakuums aufweisen. Auch bei als Oelpumpe ausgebildeten Hochvakuumpumpen ist es vorteilhaft, einen derartigen Feuchtigkeitsfang zu verwenden. Dort ist es als Regel nicht in erster Linie der Druck des Oeldampfes, sondern das Vorhandensein äusserst kleiner Oelteilchen, hinderlich bemerkbar machen können. Durch Verwendung eines Feuchtigkeitsfangs werden diese durch die Oberflächen des Feuchtigkeitsfanges gebunden.Mercury vapor diffusion pumps are usually provided with a moisture trap which, when such pumps are used, is arranged between the pump and the room in which a high vacuum must be maintained. The purpose of this moisture trap is to condense mercury vapor in the line between the pump and the room to be evacuated. If these measures are not taken, there is a risk that the vapor tension of the mercury vapor at room temperature could impair the high vacuum in the room. In addition to mercury vapor, the moisture trap also condenses the water particles, which have the same harmful properties with regard to maintaining the high vacuum. It is also advantageous to use such a moisture trap in the case of high vacuum pumps designed as oil pumps. There, as a rule, it is not primarily the pressure of the oil vapor, but the presence of extremely small oil particles, which can make a hindrance noticeable. By using a moisture trap these bound by the surfaces of the moisture trap.

Es ist üblich einen derartigen Feuchtfang mit flüssiger Luft oder fester Kohlensäure zu kühlen. Bei Verwendung dieser Kühlmittel stösst man in der Praxis häufig auf Schwierigkeiten. Es soll nämlich immer eine flüssige Luft oder feste Kohlensäure erzeugende Anlage zur Verfügung stehen. Ausserdem muss bei Verwendung dieser Stoffe der Stand der flüssigen Luft oder der festen Kohlensäure im Fang immer geprüft werden. Dabei ist die blosse Verwendung fester Kohlensäure manchmal nicht hinreichend, sondern diese muss mit Aether oder Alkohol gekühlt werden.It is customary to cool such a wet trap with liquid air or solid carbon dioxide. Difficulties are often encountered in practice when using these coolants. A system that produces liquid air or solid carbon dioxide should always be available. In addition, when using these substances, the level of liquid air or solid carbon dioxide in the catch must always be checked. The mere use of solid carbon dioxide is sometimes not sufficient; it has to be cooled with ether or alcohol.

Die vorliegende Erfindung schafft Mittel, wodurch es bei Verwendung einer Hochvakuumpumpe nicht erforderlich ist, den zur Pumpe gehörigen Feuchtigkeitsfang durch flüssige Luft oder feste Kohlensäure zu kühlen.The present invention provides means whereby, when using a high vacuum pump, it is not necessary to cool the moisture trap belonging to the pump by means of liquid air or solid carbon dioxide.

Die Vorrichtung nach der Erfindung, die eine mit einem Feuchtigkeitsfang versehene Hochvakuumpumpe enthält, weist das Merkmal auf, dass die auf niedriger Temperatur zu haltenden Teile des Feuchtigkeitsfanges durch eine Kühlmaschine lt werden. Indem man auf diese Weise verfährt, entfällt die Anwendung eines an einer anderen Stelle als derjenigen der Pumpe zu erzeugenden Kühlmittels. Durch die Kombination der Pumpe mit einer Kühlmaschine entsteht eine betriebssicher arbeitende Vorrichtung. Dabei ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung einfach und vorteilhaft, die auf niedriger Temperatur zu haltenden Teile des Feuchtigkeitsfangs durch die gekühlten Teile einer Kühlmaschine bilden zu lassen. Die Kühlmaschine kann von der Kompressions- oder Absorptionsart sein; nach der Erfindung wählt man für diese Nähmaschine jedoch vorzugsweise eine gemäss dem Heizgasmotorprinzip in entgegengesetzter Richtung arbeitende Kühlmaschine. Dabei wird ein Gas von praktisch unveränderlicher chemischer Zusammensetzung bei verschiedenen Temperaturen komprimiert und expandiert, wobei die Expansion bei einer niedrigeren Temperatur als die Kompression stattfindet. Im Raum, wo die Expansion stattfindet, tritt die niedrigste Temperatur auf, so dass dieser Teil bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung im Feuchtigkeitsfang oder in seiner unmittelbaren Nähe angeordnet wird. Ein gemäss dem Heizgasmotorprinzip in entgegengesetzter Richtung arbeitende Kühlmaschine hat im Rahmen der vorliegenden Erfindung über anderartige Kühlmaschinen den zusätzlichen Vorteil, dass bei dieser Kühlmaschine in einer einzigen Stufe die erwünschte niedrige Temperatur von etwa -80 bis -100°C entsteht, was bei den anderen Arten von Kühlmaschinen nicht oder schwer erreichbar ist. Hierdurch ist die Vorrichtung nach der Erfindung, falls darin eine Kühlmaschine gemäss dem Heizgasmotorzyklus in entgegengesetzter Richtung verwendet werden, besonders einfach.The device according to the invention, which contains a high vacuum pump provided with a moisture trap, has the feature that the parts of the moisture trap that are to be kept at a low temperature are cooled by a cooling machine. By proceeding in this way, the use of a coolant to be generated at a point other than that of the pump is eliminated. The combination of the pump with a cooling machine creates an operationally reliable device. According to one embodiment of the invention, it is simple and advantageous to pass the parts of the moisture trap that are to be kept at a low temperature through the cooled parts a cooling machine. The refrigerating machine can be of the compression or absorption type; According to the invention, however, a cooling machine operating in the opposite direction based on the hot gas motor principle is preferably chosen for this sewing machine. A gas with a virtually unchangeable chemical composition is compressed and expanded at different temperatures, the expansion taking place at a lower temperature than the compression. The lowest temperature occurs in the space where the expansion takes place, so that in the device according to the present invention this part is arranged in the moisture trap or in its immediate vicinity. A cooling machine operating in the opposite direction according to the hot gas motor principle has the additional advantage of the present invention over other types of cooling machines that this cooling machine produces the desired low temperature of about -80 to -100 ° C in a single stage, which is the case with the other types is not accessible or difficult to reach by cooling machines. As a result, the device according to the invention is particularly simple if a cooling machine according to the heating gas motor cycle is used in the opposite direction.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung mit einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail with an exemplary embodiment on the basis of the drawing.

In der Zeichnung ist mit 1 eine als Quecksilberdampfdiffusionspumpe ausgebildete Hochvakuumpumpe bezeichnet, die zusammen mit der Oeldiffusionspumpe 2 den Raum 3 evakuiert. Die Oeldiffusionspumpe 2 dient zum Schaffen des sog. Vorvakuums, d.h. dass in der Leitung 4 zwischen den Pumpen 1 und 2 ein Druck von etwa 10(exp)2 Torr. herrscht. In der Leitung 5 herrscht ein Druck von 1 Atm. Das im Raum 3 zu erzeugende Vakuum beträgt z. B. 10(exp)5 Torr. Hierzu ist die Quecksilberdampfdiffusionspumpe 1 imstande, in dem Sinne aber, dass der Druck des Quecksilberdampfes in der Leitung 6 und auch der Druck des gegebenenfalls darin befindlichen Wasserdampfes aufgehoben wird. Dies erfolgt mittels des Feuchtigkeitsfangs 7. Dieser besteht im vorliegenden Fall aus einem zylindrischen Gehäuse 8, in das die Leitungen 6 und 9 münden. Im Gehäuse ist die kalte Wand 10 der Kühlmaschine 11 angeordnet, die gemäss dem Heizgasmotorzyklus in entgegengesetzter Richtung arbeitet. Diese an sich bekannte Kühlmaschine ist im vorliegenden Fall schematisch dargestellt und wird mittels eines Riemens 12 und der Riemenscheibe die Seilscheibe 14 des Elektromotors 15 angetrieben. Mit einer derartigen Kühlmaschine ist es möglich, eine Temperatur der kalten Wand 10 der Maschine z. B. von -100°C zu erreichen. Bei geeigneter Bemessung des Raumes zwischen der kalten Wand 10 der Kühlmaschine und der Innenseite des Gehäuses 8 kondensiert bei dieser Temperatur der in der Leitung 6 befindliche Quecksilberdampf und Wasserdampf, so dass die Quecksilberdampfdiffusionspumpe 1 imstande ist im Raum 3 das gewünschte Hochvakuum mit einem Druck von 10(exp)5 Torr. zu erzeugen. Die Pumpe 1 kann auch eine rotierende Quecksilberpumpe oder eine rotierende Oelpumpe sein.In the drawing, 1 designates a high vacuum pump designed as a mercury vapor diffusion pump, which evacuates the space 3 together with the oil diffusion pump 2. The oil diffusion pump 2 is used to create the so-called fore-vacuum, i.e. that in line 4 between pumps 1 and 2 a pressure of about 10 (exp) 2 Torr. prevails. In line 5 there is a pressure of 1 atm. The vacuum to be generated in space 3 is z. B. 10 (exp) 5 torr. The mercury vapor diffusion pump 1 is capable of doing this, but in the sense that the pressure of the mercury vapor in the line 6 and also the pressure of the water vapor that may be located therein are eliminated. This is done by means of the moisture trap 7. In the present case, it consists of a cylindrical housing 8 into which the lines 6 and 9 open. The cold wall 10 of the cooling machine 11 is arranged in the housing and operates in the opposite direction according to the heating gas motor cycle. This cooling machine, known per se, is shown schematically in the present case and the pulley 14 of the electric motor 15 is driven by means of a belt 12 and the belt pulley. With such a cooling machine, it is possible to maintain a temperature of the cold wall 10 of the machine, for. B. to reach -100 ° C. With a suitable dimensioning of the space between the cold wall 10 of the cooling machine and the inside of the housing 8, the mercury vapor and water vapor in the line 6 condense at this temperature, so that the mercury vapor diffusion pump 1 is able to achieve the desired high vacuum with a pressure of 10 in space 3 (exp) 5 torr. to create. The pump 1 can also be a rotating mercury pump or a rotating oil pump.

Claims

1. Device containing a high vacuum pump provided with a moisture trap, characterized in that the parts of the moisture trap to be kept at a low temperature are cooled by a cooling machine.

2. Device according to claim 1, characterized in that the parts of the moisture trap to be kept at a low temperature are formed by the cooled parts of a cooling machine.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the cooling machine is formed by a cooling machine operating in the opposite direction according to the heating gas motor cycle.