DE1271305B

DE1271305B - Kaeltefalle fuer ein Vakuumsystem

Info

Publication number: DE1271305B
Application number: DEP1271A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Briggs Craswell
Original assignee: Bir Vac Ltd
Current assignee: Bir Vac Ltd
Priority date: 1963-04-24
Filing date: 1964-04-23
Publication date: 1968-06-27

Description

Kältefalle für ein Vakuumsystem Die Erfindung betrifft eine Kältefalle für ein Vakuumsystem, die in die von der Vakuumpumpe zu dem zu evakuierenden Behälter führende Leitung eingeschaltet ist und die aus einer Kammer mit zwei während desBetriebs derKältefalle gekühlten Fallenteilen besteht, die für die in den zu evakuierenden Behälter etwa ausweichenden Moleküle einen gewundenen und gekühlten Strömungsweg bilden.
Eine bekannte Vorrichtung zum Verhindern des Eindringens von Dämpfen aus einer Diffusionspumpe in die angeschlossenen Hochvakuumräume weist mehrere durch ein Kühlrohr gekühlte Kondensationsflächen auf, die für die Dämpfe der Diffusionspumpe mehrere gekühlte und gewundene Strömungswege bilden.
In ähnlicher Weise enthält eine bekannte Kältefalle für Vakuumapparaturen mehrere hintereinandergeschaltete, jeweils auf eine niedrigere Temperatur gekühlte Dampffänger, die wiederum den Dämpfen der Diffusionspumpe mehrere gekühlte und gewundene Strömungswege frei lassen.
Bei diesen bekannten Kältefallen ist zwischen dem jeweils außen liegenden, gekühlten Fallenteil und der Wand der Kammer der Kältefalle ein ringförmiger Spalt vorhanden, durch den aus der Vakuumpumpe stammendes Öl an der Wand der Kammer hochkriechen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Emporkriechen des öls an der Wand der Kältefalle auszuschließen und den Wärmeübergang von dieser Wand züi den gekühlten Fallenteilen möglichst niedrig zu halten.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß bei der eingangs beschriebenen Kältefalle der dem zu evakuierenden Behälter benachbarte Fallenteil an der Wand der Kammer der Kältefalle mittels eines um die Außenfläche des Fallenteils herumlaufenden, endlosen Randes befestigt ist, der zur Verminderung der Wärmeleitung von der Wand der Kältefalle zum Fallenteil hin dünn ausgeführt ist und wegen seiner niedrigen Temperatur im Betrieb gleichzeitig Kriechbarriere gegen Weiterkriechen eines Ölfilms empor an der Innenwand der Kammer ist.
Zwar ist schon bekannt, daß in Hochvakuumanlagen das Öl der Diffusionspumpe die Neigung hat, an warmen Wänden nach oben zu kriechen und daß tiefgekühlte Wände als Kriechbarriere wirken; aber bisher ist noch nicht die Doppelausnutzung desselben Elementes sowohl als Kriechbarriere als auch zur Verminderung des Wärmeüberganges an der Kältefalle bekannt geworden. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung.
In der Zeichnung erkennt man in einem senkrechten Schnitt eine erfindungsgemäße Kältefalle für ein Vakuumsystem.
Die Kältefalle enthält eine Kammer 1 mit einem oberen Flansch 2, und einem unteren Flansch 3, die es ermöglichen, eine luftdichte Verbindung mit dazu passenden Flanschen des zu evakuierenden Behälters bzw. der Vakuumpumpe herzustellen; über die Öff- nungen 1 A und 1 B steht die Fallenkammer 1 somit in Verbindung mit der Ansaugöffnung der Vakuumpumpe bzw. mit dem Vakuumbehälter.
Ferner enthält die Kältefalle ein halbkugelförmiges Bauteil 4, das abgesehen davon, daß es mit Rohren 5 verbunden ist, nach außen abgedichtet ist. Die Rohre erstrecken sich von dem halbkugelförmigen Bauteil 4 aus durch die Wand der Fallenkammer 1 nach außen. Das halbkugelförmige Bauteil 4 ist mit einem flüssigen Gas, z. B. mit Ilüssigem Stickstoff, gefüllt, und der äußere Rand des halbkugelförmigen Bauteils ist in einem Abstand von der Wand der Kammer 1 angeordnet, so daß zwischen dieser Wand und dem Bauteil 4 ein ringförmiger Kanal oder Durchlaß vorhanden ist. Die teilweise kugelförmige Fläche des halbkugelförmigen Bauteils 4 ist der öffnung I A der Kammer 1 zugewandt.
Weiterhin enthält die Kältefalle einen hohlen, mit flüssigem Gas gefüllten Ring 6, der oberhalb des halbkugelförmigen Bauteils 4 angeordnet ist und sich längs des inneren Umfangs der Fallenkammer 1 erstreckt. Das halbkugelförmige Bauteil 4 liegt zwischen dem Ring 6 und der öffnung 1 A. Rohre 7 erstrecken sich von dem Ring 6 aus durch die Wand der Kammer 1 nach außen. Ein dünnwandiger endloser Rand 8 erstreckt sich von der Unterkante des Rings 6 aus nach unten, und die Unterkante dieses Randes ist mit der Innenfläche der Wand der Kammer 1 verschweißt. Der Querschnitt des Randes 8 ist so dünn gewählt wie es mit der Notwendigkeit vereinbar ist, den Ring 6 zu unterstützen. der dünne Querschnitt des Randes 8 bewirkt, daß nur eine geringfügige Wärmemenge über den Rand 8 zu dem flüssigen Gas in dem Ring 6 gelangen kann. Der Ring 6 umschließt einen Kanal, der die Öffnungen 1A und 1B miteinander verbindet.
Die Rohre 5 und 7 dienen dazu, den Innenräumen des halbkugelförmigen Bauteils 4 bzw. des Rings 6 ein Kühlmittel zuzuführen bzw. das Abströmen des verdampften Kühlmittels zu ermöglichen.
Während des Betriebs des Vakaumsystems wird der öldampf, der bestrebt ist, von der Pumpe aus nach oben zu der Vakuumkammer zu strömen, dadurch zur Kondensation gebracht, daß er in Berührung mit dem halbkugelförmigen Bauteil 4 kommt; in einem geringeren Ausmaß wird eine Kondensation dadurch bewirkt, daß der öldampf mit dem Ring 6 in Berührung kornTn . Wenn Öl dazu neigt, in flüssiger Form längs der Innenwand der Kammer 1 nach oben zu »kriechen«, wird dieses Öl durch den Rand 8 und den Ring 6 zurückgehalten. Der sich durch den Ring 6 erstreckende Kanal sowie der Kanal, welcher um das halbkugelförmige Bauteil 4 herum verläuf4 bilden zusammen einen gewundenen Strömungsweg zwischen den Öffnungen 1 A und 1 B; denn der Durchmesser des halbkugelförmigen Bauteils 4 ist größer als der Durchmesser des sich durch den Ring 6 erstreckenden Kanals.

Claims

Patentansprüche: 1. Kältefalle für ein Vakuumsystem, die in die von der Vakuumpumpe zu dem zu evakuierenden Behälter führende Leitung eingeschaltet ist und die aus einer Kammer mit zwei während des Betriebs der Kältefalle gekühlten Fallenteilen besteht, die für die in den zu evakuierenden Behälter etwa ausweichenden Moleküle einen gewundenen und gekühlten Strömungsweg bilden, d a - durch gekennzeichnet, daß der dem zu evakuierenden Behälter benachbarte Fallenteil (6) an der Wand der Kammer (1) der Kältefalle mittels eines um die Außenfläche des Fallenteils (6) herumlaufenden, endlosen Randes (8) befestigt ist, der zur Verminderung der Wärmeleitung von der Wand (1) der Kältefalle zum Fallenteil (6) hin dünn ausgeführt ist und wegen seiner niedrigen Temperatur im Betrieb gleichzeitig Kriechbarriere Clegen Weiterkriechen eines Ölfilms empor an der Innenwand der Kammer ist.
2. Kältefalle nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß der der Vakuumpumpe benachbarte Fallenteil (4) eine halbkugelförmige Gestalt hat und von der Wand der Kammer (1) der Kältefalle durch einen ringförmigen Kanal getrennt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegesährift Nr. 1028 734; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1845 498; britische Patentschrift Nr. 770 560.