Diffusionspumpe mit gegenüber dem Innenumlauf modifiziertem Umlauf des Pumpenbetriebstoffs Die Erfindung betrifft eine Diffusionspumpe mit gegenüber dem Innenumlauf modifiziertem Umlauf des Pumpenbetriebsstoffs, um den Saugvorgang zu steuern.
Beim Betrieb von Diffusionspumpen mit Mineral ölfüllung ist es nötig, sicherzustellen, dass beim Sau gen keine Luft in den Kondensationsraum eindringt, wodurch die Ölfüllung verunreinigt und das Vakuum in dem zu pumpenden Raum verschlechtert würde.
Es ist deswegen erforderlich, hauptsächlich wäh rend kurzzeitiger Saugvorgänge, die Diffusionspumpe mit einem geeigneten Ventil oder einer Kombination von Ventilen auszustatten, die das Abschliessen der Diffusionspumpe vor dem Lufteinlass in das Vakuum system, aber auch beim Vorsaugen der Diffusions pumpe durch eine Vorvakuumpumpe sichern. Wenn die Ventile nicht benutzt werden sollen, ist es not wendig, auf eine andere Weise das Öl vor der Ver unreinigung zu schützen, z. B. durch dessen schnelle Abkühlung, noch bevor die Luft in den zu pum penden Raum und dadurch auch in die Diffusions pumpe eingelassen wird.
Um die Diffusionspumpe wieder schnell in Betrieb zu setzen, ist es nötig, die Leistung der elektrischen Heizung (bis dreimal) zu steigern, damit ein schnelles Erwärmen der Öl- füllung und des Siedegefässes der Diffusionspumpe erreicht wird.
Beide Arten von Pumpen weisen aber beträcht liche Nachteile auf. Das Ventilsystem ist eine kom plizierte und kostspielige Einrichtung, wodurch die Bauhöhe der Diffusionspumpe erhöht wird und oft Schwierigkeiten bei der Projektierung von Produk tionseinrichtungen bereitet. Die andere Art mit Ab kühlung und Wiedererwärmung der Ölfüllung er fordert eine spezielle Ausführung des Siedegefässes mit Rücksicht auf die Notwendigkeit einer schnellen Abkühlung und schneller Wiedererwärmung. Beide Arten weisen bei langdauerndem Betrieb in der Produktion beträchtliche Störungen auf.
Die oben angeführten Nachteile sollen durch die erfindungs gemässe Diffusionspumpe dadurch beseitigt werden, dass ausserhalb des Kondensationsraumes ein be sonderes Hilfsgefäss angeordnet ist, das einerseits mit dem Kondensationsraum und anderseits mit dem Siedegefäss verbunden ist, um ein schnelles Abführen des Pumpenbetriebsstoffs aus dem Kondensations raum der Diffusionspumpe und dessen Umlaufsteue rung zwischen diesem verschiebbaren Gefäss und dem Siedegefäss zu ermöglichen.
Für ein besseres Verständnis der erfindungs gemässen Diffusionspumpe sind auf den Zeichnungen drei Ausführungsbeispiele dargestellt. In Fig. 1 ist die Diffusionspumpe 1 mit dem Hilfsgefäss 8 und Ventilen 7 und 10, die weiter unten beschrieben werden, schematisch dargestellt. Bei allen bisher bekannten Typen von Diffusionspumpen passieren die Öldämpfe, die in dem Siedegefäss erzeugt sind, durch ein Düsensystem, ferner werden sie gewöhnlich an einer mit Wasser gekühlten Kondensationswand niedergeschlagen und fliessen in der Form eines Ölfilms in das Siedegefäss wieder zurück. Dadurch ist der Ölumlauf abgeschlossen.
Bei der Diffusionspumpe mit einem modifizierten Ölumlauf werden die Öldämpfe in dem Siedegefäss erzeugt, passieren das Düsensystem 3 und werden an der Kondensationswand 4 niedergeschlagen. Das kondensierte Öl fliesst aber nicht an der Wand entlang direkt in das Siedegefäss 2, sondern es wird in einer geeigneten Weise, z. B. entlang einer schiefen Wand 5, durch ein Leitungsrohr 6 und Ventil 7 in einem besonders zu diesem Zwecke eingerichteten Hilfsgefäss gesammelt und wird weiter durch das Regelventil 10 in das Siedegefäss 2 der Diffusions pumpe geleitet. Die Ausführung dieser Ventile ist nicht anspruchsvoll, da sie dicht nur gegen ein niedriges Vakuum sein sollen, und ausserdem wird die Höhe der Diffusionspumpe durch ihre Anordnung nicht erhöht.
Diese Ventile können auch vollständig in Wegfall kommen, wenn die Diffusionspumpe be sonders ausgeführt ist, wie es noch weiter unten beschrieben wird. Die eigentliche Saugtätigkeit der Diffusionspumpe bleibt dabei unverändert; der Unter schied kommt erst bei der Unterbrechung der Tätig keit durch das Abschliessen des Ventils 10 zum Vor schein. Nach dem Abschliessen des Ventils 10 kann das Öl nämlich nicht in das Siedegefäss 2 zurück geleitet werden, sondern sammelt sich im Hilfsgefäss 8 an. Der Ölinhalt im Siedegefäss 2 wird immer ge ringer, bis es vollständig verdampft wird, so dass das ganze Öl in das Hilfsgefäss übergeführt wird, wo es schnell abgekühlt werden kann.
Nach dem Ab schliessen des Ventils 7 kann die Luft in die Diffu sionspumpe eingelassen werden, ohne Gefahr zu laufen, dass das Öl verunreinigt wird, da es unter Vakuum in dem Hilfsgerät abgeschlossen ist. Wenn einer wirksamen Abkühlung des Hilfsgefässes Sorge getragen wird, z. B. durch Wasser, kann sogar das Ventil 7 in Wegfall kommen ohne Besorgnis, dass das im Hilfsgefäss 8 angesammelte Öl verunreinigt wird.
Wenn die Diffusionspumpe wieder in Betrieb gesetzt werden soll, werden die beiden Ventile 7 und 10, nachdem ein Vorvakuum in der Diffusionspumpe durch eine Vorvakuumpumpe erzeugt wird, geöffnet, und das Öl strömt sofort in das erwärmte Siede gefäss 2 und beginnt sogleich abzudampfen, und die Diffusionspumpe erreicht sehr schnell ihren Be triebsdruck.
Um die Abdampfzeit der Ölfüllung in der Diffusionspumpe auf Mindestmass abzukürzen, ist es vorteilhaft, eine kleinstmögliche Ölmenge zu be nutzen. Durch ein vorzeitiges Abschliessen des Ventils 10, noch vor der Beendigung des Saugvorganges, ist es möglich, die Zeit, die zum Anpassen der Diffu sionspumpe vor dem Lufteinlass nötig ist, abzukürzen, da die Abdampfzeit des ölfüllungsrestes nach der Saugbeendigung sehr kurz ist.
Dadurch kann man auch eine Beschleunigung des Saugvorganges erzielen, oder wenn die Saugkraft der Diffusionspumpenappa- ratur gegeben ist, kann man in das Siedegefäss nur solchen Ölinhalt einlassen, der für die verlangte Saugzeit ausreicht.
Wenn zwischen das Hilfsgefäss 8 und das Siede gefäss 2 eine kleine Pumpe 11, wie es schematisch aus Fig. 2 ersichtlich ist, eingeschaltet ist, kann das Öl aus dem Siedegefäss in das Hilfsgefäss und umge kehrt umgepumpt werden. Nach dem Auspumpen des Öls aus dem Siedegefäss kann auch ein schnelles Abdampfen der Ölreste und dadurch auch eine kurze Zeitspanne, während welcher die Diffusionspumpe ausser Betrieb gesetzt ist, erzielt werden. Dieselbe Wirkung kann erzielt werden, wenn das Hilfsgefäss 8 mit einem beweglichen Boden (siehe Ausführung nach Fig. 3), z. B. mit einem Wellblechzylinder 12, versehen ist, so dass es möglich ist, den Ölstand im Hilfsgefäss zu regulieren.
Beim Sinken des Ölspiegels unter das Niveau des Bodens im Siedegefäss fliesst das Öl aus dem Siedegefäss 2 in das Hilfsgefäss B. Beim Heben des Ölspiegels im Hilfsgefäss fliesst das Öl wieder in das Siedegefäss 2 zurück. Wenn das Hilfsgefäss und ebenfalls das Verbindungsrohr 9 mit dem Siedegefäss gut abgekühlt sind, können in dieser Ausführung die Ventile 7 und 10 in Wegfall kommen. Diese Ausführung kann mit Vorteil bei automati sierten Pumpanlagen benutzt werden. Die Regulie rung des beweglichen Bodens (und dadurch auch der Höhe des Ölspiegels) im Hilfsgefäss, wenn der Boden laut Fig. 3 mit einem Wellblechzylinder ver sehen ist, kann entweder mechanisch oder auto matisch durch Überdruck der Aussenluft ausgeübt werden.
Beim plötzlichen Lufteinlass in die Diffu sionspumpe aus der Umgebung sinkt der bewegliche Boden des Hilfsgefässes, das mit einem Wellblech zylinder versehen ist, infolge des Luftdrucks ober halb des Ölspiegels im Hilfsgefäss, das Siedegefäss wird entleert, und die Diffusionspumpe wird schnell ausser Betrieb gesetzt. Nach dem Absaugen der Luft aus der Diffusionspumpe erhöht sich wieder der Ölspiegel im Hilfsgefäss infolge des Luftüberdrucks aus der Umgebung, das Öl fliesst wieder in das Siedegefäss zurück, und die Diffusionspumpe wird wieder in Betrieb gesetzt.
Die oben angeführten Ausführungen der Diffu sionspumpe mit modifiziertem Ölumlauf ermöglichen eine sehr schnelle Steuerung des Arbeitsvorganges der Diffusionspumpe, ohne Gefahr zu laufen, dass die Ölfüllung verschlechtert wird, und gleichzeitig sichern die Steuerelemente einen zuverlässigen Be trieb der Diffusionspumpe, wenn auch in den zu pumpenden Raum die Luft plötzlich eindringt.