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Die Wirkung der Diffusionspumpen, bei denen das zu evakuierende Gas mit einem leicht kondensierbaren Dampf, insbesondere Quecksilberdampf, zusammengeführt und das in den abströmenden Dampf übertretende Gas von diesem mitgenommen wird, während der in den zu evakuierenden Raum iibergetretene Dampf durch Kondensation beseitigt wird, ist von dem Druck des Quecksilberdampfes und somit von dem Grade der Erhitzung des Quecksilbers abhängig. Für letzteren ist die Höhe des Vorvakuums massgebend, u. zw. muss die Erhitzung desto stärker sein, je höher der Druck im Vorvakuum ist. Der Erfüllung dieser Bedingung stehen aber zwei Schwierigkeiten entgegen.
Wird die Pumpe, wie bisher in den meisten Fällen, aus Glas hergestellt, so springt sie infolge der starken Erwärmung und des mit Stössen verbundenen Siedens des Quecksilbers bei höheren Drucken an der Stelle, an der sie beheizt wird. Deshalb ist versucht worden, die Pumpe aus Metall herzustellen. Doch gelang dies bisher nur bei Pumpen einfachster Bauart, die ein hohes Vorvakuum von zirka 0'1 mm brauchen. Pumpen, die gegen höhere Vorvakuumdrucke von zirka 20 mm arbeiten, konnten bisher nicht aus Metall, sondern nur aus Glas hergestellt werden. Aus diesem Grund war man bisher genötigt, entweder die Zerbrechlichkeit der Glaspumpe in Kauf zu nehmen oder in die Vorvakuumleitung eine Zwischenpumpe einzuschalten, mittels deren das Vorvakuum und somit auch der Druck des Quecksilberdampfes erniedrigt werden konnte.
Derartige Zwischenpumpen erschweren aber die Gesamtanlage, besonders in technischen Be- trieben, und setzen deren Wirtschaftlichkeit herab.
Die Erfindung betrifft eine Diffusionspumpe, die ganz aus Metall, für die Verwendung von Quecksilber ganz aus Eisen, herstellbar, also unzerbrechlich ist, und die ohne Zwischenpumpe unmittelbar gegen die in den Vorvakuumleitungen einer Fabrikanlage herrschenden Drücke zu arbeiten imstande ist.
Zu diesem Zwecke ist, wie in Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt ist, das eigentliche Saugglied aus einer Strahldüse a für den Quecksilberdampf und einem gekühlten, mit einem Strahlkanal versehenen Metallkörper b gebildet, der eine den Quecksilberdampfstrahl aufnehmende Bohrung e hat und zusammen mit der Strahldüse einen Ejektor bildet. Der Metallkörper ist so in einem wassergekühlten Zylinder d gelagert, dass er in innigem Wärmekontakt mit diesem steht. Zur Erzielung eines möglichst wirksamen Wärmekontaktes wird der Kühlkörper bei e nur in geringer Höhe mit dem Zylindermantel in Berührung gebracht und dafür der übrige Kaum t zwischen Kühlkörper und Zylindermantel mit Queck- silber angefüllt, das einen innigen Wärmekontakt zwischen beiden Teilen herstellt.
Hiezu kann das in dem Raum über dem Kühlkörper kondensierte Quecksilber dienen. Diese Anordnung gestattet, die Strahlvorrichtung mit dem Kühlkörper aus dem Zylinder herausnehmbar anzuordnen.
Der aus der Düse austretende Dampfstrahl tritt an der Eintrittsstelle in die Bohrung des Kühl- körpers ein und wird hier abgekühlt. Solange der Luftdruck in dem zu evakuierenden Raum oberhalb des Kühlkörpers b grösser ist als der Druck des Dampfstrahls an der ringförmigen Eintrittsstelle in die gekühlte Bohrung, strömt die Luft infolge des Druckgefälles in den Dampfstrahl und wird von diesem mitgerissen. Die Pumpe wirkt dann als gewöhnlicher Dampfejektor. Ist nach einer gewissen Wirkungs- dauer der Luftdruck in dem zu evakuierenden Raum gleich oder kleiner als der Dampfdruck an dem
Spalt, so kann die Luft nicht mehr zu dem Dampfspalt strömen, weil eine Strömung an der Stelle niedern
Druckes zur Stelle höheren Druckes unmöglich ist. Die Luft kann dann nur noch in den Dampfstrahl hinein diffundieren, und die Pumpe wirkt nun als Diffusionsluftpumpe.
Bei der Strömung wird nämlich die
Bewegung der Dämpfe und Gase durch die Totaldriieke, bei der Diffusion durch die Partialdriicke bedingt.
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wirkung in bekannter Art in mehrere Stufen unterteilen zu können und jeder Stufe die ihrem Druckgebiet am besten anzupassende Düsenform zu geben.
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liegenden Strahldüsen im Längsschnitt dar. Die Pumpe hat im untern Teil ein Verdampfungsgefäss, das aus einem mit Boden versehenen dickwandigen Mantell und einem sich nach oben daran ansehliessenden dünnwandigen Mantel 2 mit einem Flansch 3 besteht. Dieses Gefäss ist etwa bis zur gestrichelten Linie J
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dieses Rohres trägt einen Stopfen 9 mit einem engen Kanal. Auf dem dickwandigen Mantel 1 ruht ein Deckel 10 auf einem kegelförmigen Sitz 11.
Durch den Deckel ragt ein Rohr 12 hindurch, durch das der im Gefäss gebildete Quecksilberdampf den einzelnen Strahl- oder Diffusioinsstellen zugeführt wird.
Das Rohr 12 ist von einem äusseren Schutzrohr 13 umgeben, das eine Kondensierung des Dampfes im Rohr 12 verhindert. Das Rohr 13 dient zugleich zur RÜckleitung kondensierten Quecksilbers. Damit dieses nicht von dem in das Rohr 13 eintretenden Dampfstrom mitgerissen wird, ist das Rohr 12 an seinem unteren Ende mit einem Schirm 14 versehen, von dem das Quecksilber abseits der Mündung des Rohres 12 abtropft. Das Rohr 12 hat Durchbrechungen 15, 16 und 17, die eine Verbindung mit dem Zwischenraum zwischen den Rohren 12 und 13 herstellen.
Etwa in der Höhe des Flansches 3 ist ein zylindrischer Kühlkörper 18 vorgesehen, der durch einen
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leitet wird. In dem wassergekühlten Raum findet sieh ein Rohr 24, das oberhalb des Kühlkörpers 18 in den Arbeitsraum mündet und am oberen Ende mit einem Stutzen 2. versehen ist, an dem eine zur
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Rohres 24 mit einem Raum 26 in Verbindung. Oberhalb des Kühlkörpers 18 sind mit Abständen in ähnlicher Weise Kühlkörper 27, 28 und 29 angeordnet. Vom Kühlkörper 18 wird auch der Kühlstab 7 getragen, der mit einer oberhalb des Kühlkörpers 10 seitlich ausmündenden Längsbohrung 33 versehen ist.
Die Kühlkörper 27, 28 und 29 haben oberhalb ihrer Dichtungsstulpe einen kleineren Durchmesser als die innere Wandung des Zylinders, und die dadurch entstandenen Zwischenräume dienen zur Aufnahme von Quecksilber, das einen innigen Wärmekontakt zwischen beiden Körpern bildet. Um das Rohr 13 sitzen, durch ein Rohr 34 gehalten, Dampfkammern 30, 35, die durch die Öffnungen 15 und 16 mit dem inneren Dampfrohr 12 in Verbindung stehen. Die Dampfkammer 30 trägt eine Düse 31. unter der sieh ein vom Ring 27 gekühltes Saugrohr 32 befindet.
In gleicher Weise ist die Dampfkammer 3. mit einer
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Ringdüse, durch deren Spalt der Queeksilberdampf nach unten austritt. Die beiden Körper werden an der engsten Stelle des Spaltes durch Führungsnasen in einem gleichmässigen Abstand voneinander
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einem mit einer Dampfkammer 42 über die Durchbrechungen 17 gesetzten Düsenkörper 4. 3 besteht. Dieser Düsenkörper liegt zum grösseren Teil, insbesondere mit seiner unteren Düsenmündung 41, in
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Düsen, zentralen Rohre und Kühlringe wird durch eine Feder 44 mittels einer durchbrochenen Scheibe 43 durch das auf die Feder drückende Hochvakuumrohr 46 mit dem Deekel 10 auf den kegelförmigen Sitz 11 niedergedrückt.
Das Rohr 46 wird mit einem Flansch 47 auf der oberen Fläche des Kühlmantels 20, 27 befestigt, u. zw. unter Zwischenschaltung einer Lederscheibe 48, die zugleich das Vakuum im Raum 26 abdichtet. Das Rohr 46 ist mit einem Flansch 49 in dem Zylinder 20 dicht eingepasst, so dass das über dem Flansch 49 befindliche, durch ein mittels einer Schraube verschliessbares Loch eingefüllte Quecksilber einen luftdichten Abschluss des Vorvakuumraumes 26 gegen das Hochvakuum im Rohr 46 bildet und nicht durchfliessen kann.
Bei der Benutzung der Pumpe wird das im Gefässteil 1 befindliche Quecksilber erhitzt und zugleich die an den Stutzen 25 angeschlossene Vorvakuumpumpe in Betrieb gesetzt.
Die entwickelten Quecksilberdämpfe gelangen durch das Rohr 12 zu den einzelnen Düsen. Der durch die Öffnung 15 in die Düsenkammer 30 übertretende Dampf strahlt durch die Düse 31 in das gekühlte Saugrohr 32 und evakuiert hiedurch den zwischen den beiden abgedichteten Kühlkörpern 27 und 28
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durch die Öffnung-M in die Kan. mcr 3J gelangte und durch die Düse 36 ausgestrahlte Dampf evakuiert in gleicher Weise den Raum. wobei das kondensierte Quecksilber durch die Rohre 87 und 38 auf den ausgehöhlten Kühlkörper 18 gelangt. Die Düsen erzeugen ein sehr hohes Vakuum im Rohr 46, das durch eine Öffnung 4. 5 mit dem Strahlraum in Verbindung steht. Das kondensierte Quecksilber gelangt durch
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weitergeleitet.
Zur Wärmeübertragung von den Kühlkörpern auf den Kühlmantel dient das zwischen beiden Teilen angesammelte Quecksilber, so dass auch hier eine metallische Wärmeleitung vorhanden ist. Das ausgeführte Modell zeigt erstens ein nicht mehr messbares Hochvakuum bei zirka 20 mm Vorvakuum, und zweitens eine Saugp ; eschwindigkeit zwischen 10 und 20 ljsek, überragt damit alle Pumpen nach ähnlichem Arbeitsprinzip und hat ausserdem den Vorteil der Unzerbrechlichkeit und leichten Zugänglichkeit der inneren Teile zwecks Reinigung.
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