CH343582A - Diffusionspumpe mit hoher Förderleistung - Google Patents

Description

      Diffusionspumpe        mit    hoher Förderleistung    Diese Erfindung betrifft eine zwei- oder mehr  stufige Diffusionspumpe, bei welcher der Strahl des  gepumpten Gases in zwei oder mehrere Ströme auf  geteilt wird.  



  Diffusionspumpen mit hoher Förderleistung be  nötigen eine verhältnismässig weite Eintrittsfläche für  das gepumpte Gas. Die gesamte Eintrittsfläche muss  durch den fächerförmigen Dampfstrahl der Pump  flüssigkeit (z. B. Öl) bedeckt werden. Bei grösseren  Pumpen muss der Dampf der erwähnten Flüssigkeit  eine verhältnismässig lange Bahn durchlaufen, bevor  er an der     Kondensationsfläche    kondensiert.  



  Diese Verhältnisse sind aus     Fig.    1 der beiliegen  den Zeichnung ersichtlich, die die     Hochvakuumstufe     einer bekannten Diffusionspumpe darstellt. Es ist  dabei ersichtlich, dass die Verhältnisse dicht bei der  Kondensationswand am kritischsten sind, da hier in  folge der Ausbreitung des Öldampfes auf eine grosse  Fläche die Dampfdichte am kleinsten ist. In der  Figur bezeichnet 1 die Düse und 2 die Kondensations  wand. Die Pfeile 3 zeigen die Richtung des ein  dringenden Gases und die Pfeile 4 die Richtung  des aus der Düse 1 heraustretenden Dampfes. Infolge  des übermässigen     Dampfdruckes    wird ein Teil des  Dampfes in Richtung des Pfeils 5 gegen das eindrin  gende Gas abgelenkt.

   Der übrige Dampf passiert  eine     Hochdampfdruckzone    6 und eine Zone 7 der  niedrigsten Dampfdichte. Die Zone 8 ist die Zone  des höchsten Druckes des gepumpten Gases, aus wel  cher das Gas in Richtung des Pfeils 9 gegen die Zone 7,  wo die Dampfdichte am kleinsten ist, sich ausbreitet.  Aus der Bedingung, dass die Dampfdichte im ganzen  Dampfstrahl grösser als die Druckdifferenz in der       Pumpstufe    sein muss, folgt, dass, je grösser der Ein  trittsspalt ist, desto kleiner die Dampfdichte an der  erwähnten kritischen Stelle ist und desto grösser ist  auch die Gefahr, dass diese     Pumpstufe    aussetzen wird.

      Es ist zwar möglich, den Dampfdruck zu steigern, so  dass die Gesamtdichte des Dampfes ansteigt; dadurch  steigt aber auch in unzulässiger Weise die Dampf  dichte dicht bei der Düse, wo der Dampf in den freien  Raum- heraustritt. Da infolgedessen dicht bei der  Düse ein verhältnismässig hoher Dampfdruck ent  steht, wird ein Teil des Dampfstrahls auch in Richtung  gegen die eindringenden     Gasmoleküle    abgelenkt, wie  die Pfeile 5 in     Fig.1    zeigen, und ein Teil der Mole  küle wird in den auszupumpenden Raum zurückge  schlagen.

   Es ist also klar, dass die optimale Funk  tion der     Diffusionsstufe    der Pumpe einen verhältnis  mässig niedrigen Öldampfdruck benötigt, was jedoch  bei einer normalen     Konstruktion    nicht auf der gan  zen Fläche des     Öldampfstrahls    erzielt werden     kann,     falls die Entfernung zwischen der Düse und der Kon  densationswand gross ist.  



  Man könnte eine verhältnismässig kleine Entfer  nung zwischen der Düse und der Kondensationswand  wählen. Dies hätte jedoch zur Folge,     dass@    die Pumpen  mit grosser     Pumpgeschwindigkeit    einen grossen Durch  messer besitzen und eine grosse Heizleistung benötigen  würden. Sie wären also unwirtschaftlich und würden  einen niedrigen Leistungsgrad besitzen.  



  Die Erfindung bezweckt eine Beseitigung der er  wähnten Nachteile.  



  Die erfindungsgemässe Diffusionspumpe ist da  durch gekennzeichnet, dass sich die Aufteilung in  Ströme nur über die höhere Stufe bei zweistufigen  oder maximal über die zwei höchsten Stufen bei  mehrstufigen Diffusionspumpen erstreckt, wobei min  destens eine weitere Hilfsstufe vorhanden ist, die  nur gegen die äussere von zwei     ineinanderliegenden     Kondensationswänden arbeitet.  



  Die Erfindung wird anhand der     Fig.    2 und 3 der  Zeichnung, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher       erklärt.              Fig.    2 zeigt eine Ausführung, bei der die erste  Düse 10 in der Achse der Pumpe angeordnet und von  einer     Hilfskondensationswand    11 umgeben ist, welche  den Querschnitt des Strahls des gepumpten Gases in  zwei konzentrische     Kreisringflächen    teilt. Am Fusse  der     Hilfskondensationswand    11 sind Öffnungen 12  vorgesehen, welche in die zweite Düse 13 münden  und eine     Hilfspumpstufe    bilden.

   Die Bahnen der  Dampfmoleküle sind durch gestrichelte Pfeile und die  Bahnen der Moleküle des gepumpten Gases durch  volle Pfeile angedeutet. Die     Hochdampfdruckzone    an  der Düse 13 bildet also eine Hilfsstufe für die Hoch  dampfdruckzone an der Düse 10 und die Tiefdruck  zone an der Düse 13 eine     Diffusionsstufe    mit kleinem       Dampfdruck    für die Strömung durch die äussere Kreis  ringfläche. Die weiteren, auf die dargestellte Stufe  folgenden     Hilfspumpstufen    sind in der Figur nicht  eingezeichnet, da sie normal     ausgeführt    sind.

   Es ist  aus     Fig.    2 ersichtlich, dass die Entfernung zwischen  den Düsen der     Hochvakuumstufe    und den Konden  sationsflächen bei demselben     Pumpquerschnitt    so  klein sind, dass die bei den bisherigen Ausführungen  vorhandenen Schwierigkeiten vollständig beseitigt  werden.  



  Bei der in     Fig.    3 dargestellten Ausführung sind  zwei     ringförmig    ausgebildete Düsen 14 verwendet, von  denen der Dampf einerseits nach aussen auf die Kon  densationswand 15 und anderseits nach innen auf das  gekühlte Kondensationsrohr 16 fällt. Der Raum  innerhalb der innern ringförmigen Düse ist     becher-          artig    ausgebildet und ist am Boden, dicht über einer  weiteren     Hilfsdüse    18, durch die Kanäle 17 mit dem  Raum ausserhalb der     äussern    Düse verbunden. Auch  in dieser Figur sind die Bahnen der Dampfmoleküle  durch gestrichelte und die Bahnen der Gasmoleküle  durch volle Pfeile dargestellt.

   Es ist ersichtlich, dass  auch in diesem Falle die Entfernung der Düsen von  den     Kondensationsflächen    derart klein sind, dass  die bei den bisherigen Ausführungen vorhandenen  Schwierigkeiten vollständig beseitigt sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Zwei- oder mehrstufige Diffusionspumpe, bei wel cher der Strahl des gepumpten Gases in zwei oder mehrere Ströme aufgeteilt wird, dadurch gekennzeich net, dass sich diese Aufteilung in Ströme nur über die höhere Stufe bei zweistufigen oder maximal über die zwei höchsten Stufen bei mehrstufigen Diffusions pumpen erstreckt, wobei mindestens eine weitere Hilfsstufe vorhanden ist, die nur gegen die äussere von zwei ineinanderliegenden Kondensationswänden ar beitet. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Diffusionspumpe nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die am Ende des in der Achse des zylindrischen Pumpenkörpers angeord neten Rohres zur Führung des Dampfes der Pump flüssigkeit sitzende Diffusionsdüse (10) von einer zy lindrischen Hilfskondensationswand (11) umgeben ist, die in Strömungsrichtung des abgepumpten Gases sich über den Rand der Diffusionsdüse hinaus erstreckt und auf der mit Durchbrechungen (12) versehenen Wandung der hinter der Diffusionsdüse gelegenen Hilfsdüse aufsitzt, welche in den Gasstrahl zwischen der Hilfskondensationswand und dem Pumpen körper arbeitet,

   wobei das gepumpte Gas aus dem durch die Hilfskondensationswand umschlossenen Raum durch diese Wandung der Hilfsdüse zugeführt wird. 2. Diffusionspumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Düsen (14) der Hoch vakuumsstufe eine Ringform besitzen und einerseits gegen die zylindrische Wand des Pumpenkörpers (15) und anderseits nach innen gegen die gekühlte Wand eines in der Achse der Pumpe angebrachten Kon densationsrohres (16) arbeiten, wobei der Raum zwi schen der innern ringförmigen Düse und dem Konden sationsrohr hinter diesem Kondensationsrohr durch Kanäle (17), welche durch die Zuleitung zu den Düsen hindurchgehen, mit dem Aussenraum verbun den ist,

   in den die äussere ringförmige Düse arbeitet.