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Innenteil für Treibmittelpumpen Es sind mehrstufige Treibmittelpumpen
bekanntgeworden, welche mit einer Fraktionierungseinrichtung versehen sind, die
es ermöglicht, den Siederäumen der Hochvakuumstufe nur solche Treibmittelanteile
zuzuführen, die ihre leichtflüchtigen Bestandteile bereits in vorangegangenen Siederäumen
abgegeben haben. Derartige Treibmittelpumpen sind meist aus mehreren konzentrischen
Dampfsteigrohren aufgebaut, die mit ihren unteren Enden in das Treibmittel hineinragen,
so daß zwischen den Wandteilen der Dampfsteigrohre und dem Pumpenboden entsprechende
Siederäume abgegrenzt werden. Diese Siederäume stehen durch entsprechend geformte
Durchbrechungen in den Dampf steigrohren oder durch eingefräste Nuten im Pumpenboden
miteinander in Verbindung. Das an der Pumpeninnenwand herabfließende Treibmittelkondensat
gelangt hierbei zunächst in den äußeren Siederaum der Vorvakuumstufe, wo bereits
ein großer Anteil der leichtflüchtigen Bestandteile wieder verdampft. Das von diesen
Bestandteilen befreite Treibmittel tritt dann durch die beschriebenen Durchbrechungen
in den Siederaum der Zwischenvakuumstufe und von da in den inneren Siederaum der
Hochvakuumstufe, wobei sich die Befreiung von leichtflüchtigen Anteilen fortlaufend
bis zur inneren Hochvakuumstufe verbessert.
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Zur Führung des Treibmittels in die einzelnen Siederäume wird bereits
eine entsprechend versetzte Anordnung der Durchbrechungen angewendet, welche es
verhindert, daß das Treibmittel von dem Siederaum der Vorvakuumstufe unmittelbar
auf radialem Wege in den Siederaum der Hochvakuumstufe gelangen kann. Es muß vielmehr
einen vorgegebenen Umweg durchströmen, wodurch die Möglichkeiten des Abdestillierens
der leichtflüchtigen Anteile vergrößert und die Wirkung der Fraktionierung erhöht
wird.
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Zur Führung des Treibmittels wurden bisher Ringe auf den Pumpenboden
aufgelötet, in denen entsprechend gegeneinander versetzte Durchbrechungen die gewünschte
Umwegführung des Treibmittels hervorriefen. Bei einer bekannten Ausführungsform
einer solchen Pumpe ist der Pumpenboden mit den Ringen aus einem Stück gearbeitet,
und die Dampfsteigrohre werden in entsprechender Weise in diese Ringe eingesetzt.
Bekannt ist ferner eine Pumpenkonstruktion, bei der auf dem Pumpenboden eine Metallplatte
aufliegt, welche entsprechende Führungsnuten zum Einstecken der Dampfsteigrohre
aufweist. Die beschriebenen Ausführungsformen haben verschiedene Nachteile. Sind
die Führungsringe auf dem Pumpenboden aufgelötet oder ist der Pumpenboden mit diesem
einstückig gearbeitet, so ist die Reinigung des Pumpenbodens, z. B. nach einer Verkohlung
des Treibmittels, hervorgerufen durch einen langen Lufteinbruch, in dem engen rohrförmigen
Innenraum der Treibmittelpumpe außerordentlich schwierig und ohne Spezialwerkzeuge
überhaupt nicht befriedigend durchführbar. Bei der auf dem Pumpenboden lose aufgelegten
Platte finit Führungsnuten zur Aufnahme der Dampfsteigrohre tritt zwischen dem Pumpenboden
und der Platte ein Temperatursprung von beträchtlicher Größe auf, der sich nachteilig
auf die Zusammensetzung des Treibmittels (Zersetzung) und auf die Lebensdauer der
Heizplatte auswirkt.
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Außerdem sind bereits mehrstufige Diffusionspumpen bekanntgeworden,
bei denen die in den Raum des Siedegefäßes hineinragenden unteren Enden der Dampfsteigrohre
durch deckelförmige Abschlußstücke abgeschlossen sind. Auf diese Weise entstehen
mehrere übereinanderliegende, plane Auflageflächen, mittels deren die Dampfsteigrohre
auf dem Boden des Siedegefäßes aufsitzen. Auch diese Konstruktion besitzt den wesentlichen
Nachteil, daß das Treibmittel in den durch die Dampfsteigrohre abgeteilten inneren
Siederäumen nicht mehr unmittelbar mit der Oberfläche der Heizvorrichtung in Verbindung
steht, so daß der Wärmeübergang zu den einzelnen Stufen wesentlich verschlechtert
wird. Außerdem ist eine solche Anordnung bei Verschmutzung äußerst schlecht zu reinigen.
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Die vorliegende Erfindung vermeidet die aufgezeigten Nachteile und
betrifft ein Innenteil für Treibmittelpumpen, insbesondere mehrstufiger Bauart,
bei denen mehrere Dampfsteigrohre in ein Siedegefäß hineinragen und dort konzentrische
Siederäume abgrenzen, welche durch entsprechende Durchbrechungen miteinander in
Verbindung stehen und bei denen die von den Düsen abgewandten unteren Enden der
Dampfsteigrohre mittels einer planen, die einzelnen Siederäume gegenüber dem Boden
des Siedegefäßes
abdichtenden Auflagefläche auf dem Boden des Siedegefäßes
aufsitzen. Das erfinderische Neue ist gekennzeichnet durch ein Haltestück mit rohrförmigen
Ansätzen, auf welche die von den Düsen abgewandten unteren Enden der vorzugsweise
in einer Baueinheit vereinigten Dampfsteigrohre aufschiebbar sind. die an ihren
freien Enden auf dem Boden des Siedegefäßes aufsitzende und die einzelnen Siederäume
gegenüber dem Boden des Siedegefäßes abdichtende, plane Auflageflächen aufweisen
und durch Verbindungsstege miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausführung werden
die Dampfsteigrohre von oben auf das Haltestück aufgesteckt, und das ganze Innenteil
finit dem Haltestück wird in das Pumpengehäuse eingesetzt. Die Reinigung kann nunmehr
in einfachster Weise dadurch erfolgen, daß nach dem Herausnehmen des Innenteils
die Dampfsteigrohre vom Haltestück abgenommen werden, so daß lediglich der plane
Pumpenboden und das handliche Haltestück zu reinigen sind. Hierdurch wird dieWartung
derartiger Treibmittelpumpen außerordentlich vereinfacht und, da alle Siederäume
mit der Oberfläche des Heizkörpers unmittelbar in Verbindung stehen, dessen gleichmäßige
Belastung sichergestellt, was sich unter anderem guilstig auf seine Lebensdauer
auswirkt.
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Ein weiterer Vorteil kann bei dem vorgeschlagenen Haltestück dadurch
erreicht werden, daß an jeder ringförmigen Auflagefläche mindestens eine an sich
bekannte axial verlaufende Verbindungsnut vorgesehen ist und daß diese Verbindungsnuten
von Auflagefläche zu Auflagefläche derart gegeneinander versetzt sind, daß eine
gewünschte Umwegführung des Treibmittels erreicht wird. Dadurch wird der Strömungsweg
des Treibmittels von einer Nut in der Auflagefläche des äußeren rohrförmigen Ansatzes
zum Mittelpunkt des inneren Siederaumes der Hochvakuumstufe hin wesentlich größer
als der Radius des äußeren rohrförmigen Ansatzes. Die Verbindungsnuten in den Auflageflächen
sind fertigungstechnisch einfach herstellbar und ergeben eine besonders günstige
Führung des Treibmittels unmittelbar an der Oberfläche des Pumpenbodens.
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Vorteilhaft ist ferner die Versetzung der Verbindungsnut einer Auflagefläche
gegenüber der Verbindungsnut der radial nachfolgenden Auflagefläche in Beziehung
auf die Mittelachse um 180° und die Herstellung eines derartigen Haltestückes nach
der Erfindung als einstöckiges Gußstück aus Leichtmetall oder anderen geeigneten
Materialien. Dabei werden die Verbindungsnuten mit eingegossen, so daß nur geringe
Nacharbeit erforderlich wird. Weiterhin ist es zweckmäßig, die rohrförmigen Ansätze
im Bereich der aufgeschobenen Dampfsteigrohre leicht konisch zu machen, so daß bei
Aufschieben eine feste Klemmverbindung zwischen beiden Teilen entsteht.
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Bei einer empfehlenswerten Ausführungsform sind die stegförmigen Verbindungen
bis zum Mittelpunkt der konzentrisch liegenden, rohrförmigen Ansätze durchgeführt,
und es ist dort eine entsprechende Durchbrechung für ein Befestigungsmittel vorgesehen,
welches beispielsweise stangenförmig ausgebildet ist und sämtliche Einzelteile des
Innenteiles, wie Düsen, Dampfsteigrohre und Haltestück, zu einer leicht handhabbaren
Baueinheit verbindet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht
einer mehrstufigen Diffusionspumpe mit konzentrisch angeordneten Dampfsteigrohren
und l,'nikehrdiisen, Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Haltestück nach der Erfindung
von der Auflageseite auf den Pumpenboden her.
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In einem gekühlten Pumpengehäuse 1 befindet sich ein Pumpeninnenteil,
welches aus den Dampfsteigrobren 2, 3 und 4 sowie aus den Umkehrdüsen 5. 6 und 7
besteht. Die der Heizplatte zugewandten unteren Enden der Dampfsteigrohre sind in
ein Haltestück 8 eingesetzt. Dieses Haltestück 8 weist hierzu drei entsprechend
geformte rohrförmige Ansätze 81, 82 und 83 auf. Diese Ansätze sind durch Verbindungsstege
84 miteinander verbunden. Eine an ihren beiderseitigen Enden mit Gewindestücken
versehene Haltestange 9 verbindet die Dampfsteigrohre 2, 3, 4 mit ihren zugehörigen
Umkehrdüsen 5, 6, 7 und dein Haltestück 8 zu einer Baueinheit. Das Haltestück 8
liegt auf dem Pumpenboden 10 auf, welcher durch die Heizvorrichtung 11 geheizt werden
kann.
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In der Draufsicht nach Fig. 2 erkennt man die konzentrischen rohrförmigen
Ansätze 81, 82, 83, welche an ihren der Heizplatte zugewandten unteren Enden die
beschriebenen kreisringförmigen Abdichtflächen bilden. In diese Abdichtflächen sind
Verbindungsnuten 13 gegeneinander versetzt angeordnet, wodurch das Treibmittel,
welches vom äußeren Siederaum durch die Nuten 13 in den Stegen und die Nuten 14
in den kreisringförmigen Auflageflächen nach dem Siederaum der Hochvakuumstufe hinströmt,
zu dein gestrichelt eingezeichneten Umweg gezwungen wird. Hierdurch verweilt das
Treibmittel länger in den einzelnen vorangehenden Siederäumen, ehe es in die innere
Hochvakuumstufe gelangt, wodurch eine bessere Fraktionierung gegeben ist. Die stegförniigen
Verbindungen 12 sind radial zum Mittelpunkt hingeführt, wo in einer entsprechenden
Ausnehmung 121 eine Durchbrechung 122 zur Durchführung des gemeinsamen Befestigungsmittels
vorgesehen ist. Die Nuten 13 sind bei der dargestellten Ausführungsform von innen
nach außen jeweils um 180° gegeneinander versetzt, so daß das Treibmittel zu dem
größtmöglichen Umweg und damit zu wirksamster Fraktionierung gezwungen wird.