Öl-Diffusionspumpe Die vorliegende Erfindung betrifft eine Öl- Diffusionspumpe.
Infolge der gesteigerten Anforderungen der Vakuumtechnik müssen Diffusionspumpen nun hauptsächlich die folgenden Eigenschaften besitzen: hohe Pumpgeschwindigkeit, hohes Endvakuum, ver hältnismässig hoher zulässiger Druck im Vorvakuum, niedrige Werte der Rückströme des Öldampfes, kleine zugeführte Wärmeleistung und kleine Gesamtabmes sungen.
Wie bekannt, besitzen die grössten Pumpen eine Pumpgeschwindigkeit von 35 m3sec und höher, bei einem Druck von 10--1 'bis 10-s mm Hg. Der Durch messer der Saugöffnung einer solchen Pumpe ist 1000 mm und die Höhe der Pumpe ist etwa 3 m. Solche Abmessungen führen zu Schwierigkeiten in der Konstruktion und im Bau von Vakuumeinrich tungen, insbesondere in Anbetracht der Abmessungen der notwendigen Vakuumventile. Diese Schwierig keiten könnten beseitigt werden, wenn es gelingt, die Höhe der Pumpe herabzusetzen, ohne die übrigen Abmessungen und Funktionsparameter zu beein flussen.
Im Vergleich mit dem bisher bekannten Stand der Technik kann die Höhe der erfindungsgemässen Pumpe um etwa 30-50% kleiner sein, bei Aufrecht- erhaltung der gleichen Pumpgeschwindigkeit, des gleichen Endvakuums und des zulässigen Vor vakuums. Ausserdem kann die neue Pumpe einen besseren Wärmeleistungsgrad aufweisen und in ihrer Konstruktion einfacher sein.
Die Öl-Diffusionspumpe gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler, in dessen Achse eine Hochvakuumdüse angeordnet ist, die Form eines sich nach oben erweiternden abgestumpf ten Kegels besitzt, wobei im Raum zwischen diesem Kegel und der äusseren Wand der Pumpe weitere, nach oben gerichtete, gegen einen höheren Druck arbeitende Düsen angebracht sind.
Die Erfindung soll nun durch das in der bei liegenden Zeichnung schematisch dargestellte Aus führungsbeispiel einer Öl-Fraktionspumpe näher erklärt werden.
In der Achse des Kühlers 2, der die Form eines sich nach oben erweiternden abgestumpften Kegels besitzt, befindet sich eine Hochvakuumdüse 1. Das Innere des Kühlers ist mit einer Kühlschlange ver sehen. Die Ausbildung des Kühlers kann allerdings verschiedenartig abgeändert werden. Da der untere Teil des Kühlers schmäler als dessen oberer Teil ist, wird ein geeigneter Raum für die weiteren Düsen 3 und 4 gewonnen. Diese Düsen sind nach oben ge richtet, wodurch die Hauptverringerung der Höhe der Pumpe erreicht wird.
Die Düse 3 ist ringförmig und ihre Form unterscheidet sich nicht wesentlich von der bei Ringdüsen üblichen Form. Da diese Düse 3 gegen einen breiten Spalt und im Bereich des engen Teils des Kühlers 2 arbeitet, ist ihre Herstellung nicht schwierig und die sonst notwendigen Toleranzen müs sen nicht sehr streng eingehalten werden. Die Düsen 4 arbeiten gegen einen Druck, der durch eine Vor vakuumpumpe erzeugt wird. Um ökonomische Wärmebedingungen bei einem höheren Druck im Vorvakuum erzielen zu können, werden diese Düsen nach dem Typ der Laval-Düse hergestellt.
Der Diffusor 5 dieser Düse ist in der gekühlten Platte 6 befestigt, welche durch die beiden Mäntel der Pumpe getragen wird. Einer dieser Mäntel wird durch den Kühler 2 und der zweite durch die äussere Wand 7 der Pumpe gebildet.
Der Hals 8 für den Anschluss des Vorvakuumrohres befindet sich in der Nähe des Saughalses der Vorvakuumpumpe und ermöglicht eine zweckmässige Montage der Ventile und der Vor vakuumpumpe mit einem kurzen Vorvakuumrohr. Der Rückfluss des Öls in den Siederaum wird dadurch gesichert, dass das Kondensat des aus den Düsen 1 und 3 austretenden Dampfes im Becken 9 aufgefangen und durch das Rohr 11 in den Siede raum geleitet wird.
Das Kondensat des aus den Diffusoren 5 der Düsen 4 strömenden Dampfes kehrt in den Siederaum zurück, und zwar einerseits durch die Überfallöffnung zwischen der Platte 6 und dem Kühler 2, anderseits durch das Rohr 10.
Die Heizung wird durch zwei bis drei Immer sions-Heizkörper besorgt. Der Heizkörper im Siede raum der Laval-Düsen führt den grössten Teil der zur Bildung des Dampfes in allen Siederäumen not wendigen Wärmeenergie zu. Ein zweiter bzw. dritter Heizkörper im Siederaum der Düse 3 bzw. 1 regu liert teilweise die Drücke in den inneren Düsen.
Durch diese Konstruktion kann eine wesentliche Verminderung der Höhe und der notwendig zuge führten Heizleistung bei Diffusionspumpen mit einer Pumpengeschwindigkeit von 250 lisec und höher erreicht werden. Die Abmessungen und die zuge- führte Leistung sind sowohl bei kleinen als auch bei grossen Hochvakuumeinrichtungen sehr wichtig, da sie die Anordnung, Konstruktion, Montage und Be dienung der Anlage erleichtern und die Herstellungs- und Instandhaltungskosten herabsetzen.
Es ist für den Fachmann klar, dass das beschrie bene Ausführungsbeispiel verschiedenartig abgeändert werden kann. Z. B.: statt der ringförmigen Düse 3 können einige Düsen des Laval-Typs verwendet wer den und dergleichen. Um jedoch die oben erwähnten Vorteile zu erreichen, muss das beschriebene Prinzip der Pumpenkonstruktion eingehalten werden.
Oil Diffusion Pump The present invention relates to an oil diffusion pump.
As a result of the increased requirements of vacuum technology, diffusion pumps must now mainly have the following properties: high pumping speed, high ultimate vacuum, relatively high permissible pressure in the fore-vacuum, low values of the return flows of the oil vapor, small added heat output and small overall dimensions.
As is known, the largest pumps have a pumping speed of 35 m3sec and higher, at a pressure of 10-1 'to 10-s mm Hg. The diameter of the suction opening of such a pump is 1000 mm and the height of the pump is about 3 m. Such dimensions lead to difficulties in the design and construction of Vakuumeinrich lines, especially in view of the dimensions of the necessary vacuum valves. These difficulties could be eliminated if it were possible to reduce the height of the pump without influencing the other dimensions and functional parameters.
Compared with the prior art known up to now, the height of the pump according to the invention can be about 30-50% smaller, while maintaining the same pumping speed, the same final vacuum and the permissible pre-vacuum. In addition, the new pump can have a better thermal efficiency and be simpler in construction.
The oil diffusion pump according to the invention is characterized in that the cooler, in the axis of which a high vacuum nozzle is arranged, has the shape of an upwardly widening truncated cone, with further in the space between this cone and the outer wall of the pump upwardly directed nozzles working against a higher pressure are attached.
The invention will now be explained in more detail by the exemplary embodiment of an oil fraction pump shown schematically in the accompanying drawing.
In the axis of the cooler 2, which has the shape of an upwardly widening truncated cone, there is a high vacuum nozzle 1. The interior of the cooler is seen with a cooling coil ver. The design of the cooler can, however, be modified in various ways. Since the lower part of the cooler is narrower than its upper part, a suitable space for the further nozzles 3 and 4 is gained. These nozzles are directed upwards, which is the main reduction in the height of the pump.
The nozzle 3 is ring-shaped and its shape does not differ significantly from the shape customary for ring nozzles. Since this nozzle 3 works against a wide gap and in the region of the narrow part of the cooler 2, it is not difficult to manufacture and the tolerances otherwise necessary do not have to be adhered to very strictly. The nozzles 4 work against a pressure that is generated by a vacuum pump before. In order to be able to achieve economical heat conditions at a higher pressure in the fore-vacuum, these nozzles are manufactured according to the Laval nozzle type.
The diffuser 5 of this nozzle is fixed in the cooled plate 6 which is carried by the two jackets of the pump. One of these jackets is formed by the cooler 2 and the second by the outer wall 7 of the pump.
The neck 8 for connecting the fore-vacuum tube is located near the suction neck of the fore-vacuum pump and enables the valves and the fore-vacuum pump to be conveniently installed with a short fore-vacuum tube. The return flow of the oil into the boiling chamber is ensured by the fact that the condensate of the steam emerging from the nozzles 1 and 3 is collected in the basin 9 and passed through the pipe 11 into the boiling chamber.
The condensate of the steam flowing out of the diffusers 5 of the nozzles 4 returns to the boiler room, on the one hand through the overflow opening between the plate 6 and the cooler 2, on the other hand through the pipe 10.
The heating is provided by two to three Immer sion radiators. The radiator in the boiling area of the Laval nozzles supplies most of the heat energy required for the formation of steam in all boiling areas. A second or third heater in the boiling chamber of the nozzle 3 or 1 regulates partially the pressures in the inner nozzles.
With this construction, a significant reduction in the height and the necessary heating power can be achieved in diffusion pumps with a pump speed of 250 lisec and higher. The dimensions and the power supplied are very important for both small and large high-vacuum devices, as they facilitate the arrangement, construction, assembly and operation of the system and reduce manufacturing and maintenance costs.
It is clear to the person skilled in the art that the exemplary embodiment described can be modified in various ways. For example, instead of the annular nozzle 3, some Laval-type nozzles may be used and the like. However, in order to achieve the advantages mentioned above, the described principle of the pump construction must be adhered to.