DE1046250B - High vacuum pumping station with propellant pumps - Google Patents
High vacuum pumping station with propellant pumpsInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Description
Hochvakuumpumpstand mit Treibmittelpumpen Es ist bekannt, daß bei Vakuumpumpständen, in denen Treibmittelpumpen mit mechanischen Vorpunlpen zur Erzeugung eines hohen Vakuums zusamille:larbeiten, während des Betriebs verschiedene meh' oder weniger schnell verlaufende Störungen auftreten können, welche je nach ihrer Art eine Zerstörung des Einsatzgutes im Hochvakuumrezipienten oder durch Verschlechterung des Arbeitsvakuums eine Qualitätsminderung des Einsatzgutes herbeifuhren.High vacuum pumping station with propellant pumps It is known that at Vacuum pumping stations in which propellant pumps with mechanical Vorpunlpen for generation a high vacuum: work, various meh ' or less rapid malfunctions may occur, depending on your Type a destruction of the input material in the high vacuum recipient or by deterioration of the working vacuum lead to a reduction in the quality of the input material.
Grundsätzlich sollen in diesem Zusammenhang schnell verlaufende Störungen dann angenommen werden, wenn innerhalb kürzester Zeit eine wesentliche Beschädigung oder Zerstörung des Einsatzgutes im, Rezipienten auftritt, während bei langsam verlaufenden Störungen erst nach längerer Zeit eine Beeinträchtigung der Qualität des Einsatzgutes feststellbar sein soll. Im Sinne dieser Ausführungen sind als schnelle Störungen anzusehen: a) Ausfall des gesamten Stromversorgungsnetzes, b) größerer Lufteinbruch im Vorvakuum oder im Hochvakuum, c) Ausfall der rotierenden Vorpumpen. Langsame Störungen sind dagegen: d) Ausfall der Heizung bei den Treibmittelpunlpen der Hochvakuumstufe, e) Kühl`v asserausfall bei den Treibmittelpumpen der Hochvakuumstufe, f) langsamer Druckanstieg auf der Hochvakuumseite dlarch geringen Lufteinbruch.In principle, malfunctions occurring quickly should be in this context will then be accepted if there is substantial damage within a very short period of time or destruction of the input material in the recipient occurs, while with slow-moving Malfunctions only affect the quality of the input material after a long period of time should be detectable. For the purposes of this discussion, disruptions are considered to be rapid consider: a) failure of the entire power supply network, b) major air ingress in the fore-vacuum or in the high vacuum, c) failure of the rotating fore-pumps. Slow Faults, on the other hand, are: d) Failure of the heating at the propellant pumps of the high vacuum stage, e) cooling water failure in the propellant pumps of the high vacuum stage, f) slower Pressure increase on the high vacuum side due to low air ingress.
In der Patent- und Fachliteratur der Vakuumtechnik sind daher bereits eine Anzahl von Sicherheitsvorrichtungen vorgeschlagen worden, mit deren Hilfe einzelne Störungen gemeldet oder durch entsprechend selbständig eingeleitete Gegenrnaßnahmen hinsichtlich ihrer Auswirkung beschränkt oder beseitigt werden können. Man kennt beispielsweise bereits eine Temperaturüberwachung des in Treibmittelpumpen verwendeten flüssigen Treibmittels, wobei eine Abschaltung der Heizung erfolgt, wenn die Treibmitteltemperatur übel- einen zulässigen Maximalwer t ansteigt. Es ist auch vorgeschlagen worden, Absperrventile selbsttätig zu schließen, wenn im Rezipienten ein plötzlicher Druckanstieg auftritt. Außerdem sind Vorrichtungen zur UTberv-acllung der Kühlwassertemperatur vorbekannt, so daß Störungen, die durch einen Ausfall des Kühlwassers bei einer Treibmittelpumpe auftreten, rechtzeitig erkannt und beseitigt werden können.In the patent and technical literature of vacuum technology are therefore already A number of safety devices have been proposed to help individual Malfunctions reported or through countermeasures taken independently their effects can be limited or eliminated. One knows for example, temperature monitoring of the one used in propellant pumps liquid propellant, the heating being switched off when the propellant temperature an unacceptable maximum value t increases. It has also been suggested Shut-off valves to close automatically if there is a sudden increase in pressure in the recipient occurs. In addition, there are devices for over-filling the cooling water temperature previously known, so that malfunctions caused by a failure of the cooling water in a Propellant pump occur, can be detected and eliminated in good time.
Es werden z. B. Elektromagnetventile verwendet, die durch Federdruck selbsttätig schließen, wenn die elektrische Spannung ausfällt oder wenn der Betätigungsstrom durch einen Steuerkreis, der von einer Druckmeßeinrichtung beeinflußt wird, unterbrochen wird. Ein solches Ventil kann zwar innerhalb eines Hochvakuumpumpstandes vorteilhaft eingesetzt werden; eine umfassende Sicherungsschaltung läßt sich ;edoch mit diesem Bauelement nur in Kombination, mit weiteren Mitteln erreichen. Bekannt sind ferner Absperrvorrichtungen auf der Hochvakuumseite einer Diffusionspumpe, welch den Pumpeninnenraum bei Lufteinbrüchen im Vakuumrezipienten absperren. Zur Schaltung der Hochvakuumpumpstufe sind auch bereits Schutzschaltungen entwickelt worden, bei dienen ein Vorvakuummesser dazu verwendet wird, bei Erreichung des für die Inbetriebsetzung der Hochvakuumpumpe nötigen Vorvakuums in der folgenden Vakuumstufe einen Sicherheitsschalter zu schließen, wodurch der elektrische Strom für die Betätigung eines Elektromagneten eingeschaltet wird, der als Stellmotor für ein Ventil in der Hochvakuumleitung dienst. Dabei ist die Anzugskraft dieses Elektromagneten so bemessen, daß sie die Rückstellkraft einer Rückstellfeder dann zu überwinden vermag und das Hochvakuumabsperrventil öffnet, wenn durch Erreichung des nötigen Vorvakuums der Ventildeckel entsprechend entlastet wird. Zusätzlich ist ein Sperrschalter derart vorgesehen, daß bei Inbetriebnahme der Hochvakuumpumpe die Stromzuführung zu einem weiteren Elektromagneten, der ein Belüftungsventil des Rezipienten steuert, unterbrochen wird. In stromlosem Zustand dieses Elektromagneten schließt eine Rückstellfeder das Belüftungsventil. Mit einer solchen Schaltung ist es möglich, einen Rezipienten stufenweise auszupumpen, wobei die Hochvakuumpumpe in Betrieb genommen wird, nachdem durch die Vorvakuumpumpe im Vakuumrezipienten ein entsprechendes Vorvakuum hergestellt worden ist. Beim Auftreten von Störungen auf der Hochvakuumseite wird zwar das Absperrventil zur Diffusionspumpe geschlossen, eine derart aufgebaute Schaltung kann jedoch zwischen rasch verlaufenden Störungen auf der Vorv akuumseite und langsam verlaufenden Störungen auf der Hochvakuumseite in keiner Weise untersehei, den, insbesondere ist eine Totalabschaltung des Pumpstandes mit den angegebenen Schaltmitteln nicht möglich. Bei allen vorbekannten Ausführungen handelt es sich um einzelne Sicherungsmaßnahmen für bestimmte Teile eines Vakuumpumpstandes, ohne daß bisher eine universelle Sicherheitsschaltung bekannt war, die sämtliche auftretenden Fehler nach dem Grad ihrer Wichtigkeit berücksichtigt. Bei den vorbekannten Ausführungen können jederzeit Störungen auftreten, welche auf die gerade überwachte Betriebsgröße keinen oder zunächst keinen Einfluß haben, so daß z. B. eine Zerstörung des Einsatzgutes im Rezipienten häufig, trotz einwandfreier Funktion der Sicherheitsvorrichtung, entsteht.There are z. B. Solenoid valves used by spring pressure close automatically if the electrical voltage fails or if the actuation current interrupted by a control circuit which is influenced by a pressure measuring device will. Such a valve can be advantageous within a high vacuum pumping station be used; a comprehensive safety circuit can, however, with this Component only in combination with other means. Are also known Shut-off devices on the high vacuum side of a diffusion pump, which the pump interior shut off in the event of air ingress in the vacuum recipient. For switching the high vacuum pump stage Protective circuits have also already been developed, with a forevacuum meter being used is used to start up the high vacuum pump when the required level is reached necessary forevacuum to close a safety switch in the following vacuum level, whereby the electrical current for the actuation of an electromagnet is switched on that serves as a servomotor for a valve in the high vacuum line. It is the attraction force of this electromagnet so dimensioned that it is the restoring force of a The return spring is then able to overcome and the high vacuum shut-off valve opens, if the valve cover is relieved accordingly by reaching the required fore-vacuum will. In addition, a locking switch is provided so that when starting up the high vacuum pump supplies power to another electromagnet, which is a Aeration valve of the recipient controls, is interrupted. In de-energized state of this electromagnet, a return spring closes the ventilation valve. With a Such a circuit makes it possible to pump out a recipient in stages, with the high vacuum pump is put into operation after the backing pump im Vacuum recipients a corresponding pre-vacuum has been established. When occurring of disturbances on the high vacuum side will the shut-off valve closed to the diffusion pump, a circuit constructed in this way can, however, between fast-running faults on the pre-vacuum side and slow-running faults On the high vacuum side in no way differ from that, in particular a total shutdown of the pumping station with the specified switching means is not possible. With all previously known Versions are individual safety measures for certain parts of a vacuum pumping station, without a universal safety circuit being known so far that takes into account all errors that occur according to their degree of importance. In the previously known versions, disturbances can occur at any time, which on the size of the company being monitored have no or initially no influence, so that z. B. destruction of the input material in the recipient often, despite flawless Function of the safety device.
Eine wirksame Sicherung eines derartigen Hochvakuumpumpstandes ist daher nur dann gegeben, wenn es gelingt, die wichtigsten Betriebsgrößen in ihrem Zusammenwirken gleichzeitig zu überwachen und beim Auftreten einer Störung eine entsprechende Gegenmaßnahme zu treffen. Selbstverständlich soll eine derartige Gegenmaßnahme dem Umfang der Störung angemessen sein, so daß kostspielige Stillegungen des gesamten Pumpstandes beim Auftreten von nur geringfügigen Störungen vermieden werden. Es ist außerdem wünschenswert, eine derartige Sicherungsschaltung so aufzubauen, daß bei kurzzeitigem Netzausfall noch keine Abschaltung des Hochvakuumpumpstandes erfolgt. Diese soll vielmehr erst dann durchgeführt werden, wenn durch längeren Ausfall des Stromversorgungsnetzes ein Absinken oder völliges Aufhören der Saugleistung der Pumpen auftritt, wobei das Einsatzgut im Rezipienten durch den nachfolgenden Druckanstieg und den aus der Diffus.ionspumpe zurückschlagenden Treibmitteldampf gefährdet wird.An effective backup of such a high vacuum pumping station is therefore only given if the most important operating parameters are successfully used in their Simultaneously monitor interaction and, if a fault occurs, a take appropriate countermeasures. Of course, such a countermeasure should be commensurate with the extent of the disruption, so that costly shutdowns of the entire Pumping station can be avoided if only minor malfunctions occur. It it is also desirable to construct such a fuse circuit so that In the event of a brief power failure, the high vacuum pumping station has not yet been switched off. Rather, this should only be carried out if, due to a prolonged failure of the Power supply network a decrease or complete cessation of the suction power of the Pumping occurs, with the feed material in the recipient due to the subsequent increase in pressure and the propellant vapor returning from the diffusion pump is endangered.
Die Erfindung betrifft einen Hochvakuumpumpstand, bestehend aus einer mit mindestens einer rotierenden mechanischen Pumpe bestückten Vorvakuumstufe und einer mit mindestens einer Hochvakuumpumpe, insbesondere Treibmittelpumpe, ausgerüsteten Hochvakuumstufe, welche durch entsprechende Absperrorgane und Druckmeßorgane enthaltende Verbindungsleitungen miteinander und mit einem Hochvakuumrezipienten verbunden sind. Das Kennzeichnende der Erfindung wird darin gesehen, daß eine Sicherungsschaltung derart vorgesehen ist, daß der Hochvakuumpumpstand bei rasch verlaufenden Störungen über an sich bekannte Mittel auf der Vorv akuumseite abgeschaltet wird und daß bei langsam verlaufenden Störungen auf der Hochvakuumseite lediglich eine Abschaltung der Hochvakuumstufe erfolgt. Durch diese Trennung des Schaltvorganges in eine völlige Abschaltung des gesamten Purnpstandes und in eine Abschaltung der Hochvakuumstufe wird eine sehr vorteilhafte Anpassung an die im praktischen Betrieb auftretenden Störungen nach dem Maß ihrer Auswirkung erreicht. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Unterteilung für die Mehrzahl aller Fälle äußerst günstig erscheint. Eine derartige Schaltung kann vorteilhaft so ausgebildet sein, daß das völlige Abschalten des Pumpstandes bei raschen Störungen durch das Schließen des Hoehvakuumventils zwischen dem Rezipienten und der Hochvakuumstufe, durch Unterbrechung der Heizung der Treibmittelpumpe bzw. -pumpen in der Hochvakuumstufe, durch Einschalten einer Schnellkühlung und durch Schließen des Vorvakuumventils erfolgt. In diesem Falle wird also bei einer schnellen Störung, z. B. bei einem größeren Lufteinbruch auf der Hochvakuumseite, der gesamte Pump@tand abgeschaltet und außerdem durch eine Schnellkühlung das in den Treibmittelpumpen vorhandene flüssige Treibmittel abgekühlt, so daß die Auswirkungen des Lufteinbruchs für den Pumpstand weitgehend unwirksam bleiben. In diesem Falle muß nach Beseitigung der Störung neu angefahren werden, was bei der Abschaltung der Hochvakuumstufe infolge von langsam verlaufenden Störungen nicht erforderlich ist.The invention relates to a high vacuum pumping station, consisting of a Pre-vacuum stage equipped with at least one rotating mechanical pump and one equipped with at least one high vacuum pump, in particular a propellant pump High vacuum stage, which is contained by appropriate shut-off devices and pressure measuring devices Connecting lines are connected to each other and to a high vacuum recipient. The characteristic feature of the invention is seen in the fact that a fuse circuit it is provided in such a way that the high vacuum pumping station can be used in the event of rapidly occurring faults is switched off via known means on the Vorv akuumseite and that at Slowly running malfunctions on the high vacuum side are only switched off the high vacuum stage takes place. This separation of the switching process into a complete Shutdown of the entire pump stand and a shutdown of the high vacuum level becomes a very advantageous adaptation to that which occurs in practical operation Disturbances achieved according to the extent of their impact. It has been shown that one such a subdivision appears extremely favorable for the majority of all cases. One Such a circuit can advantageously be designed so that it can be switched off completely of the pumping station in the event of rapid malfunctions by closing the high vacuum valve between the recipient and the high vacuum stage, by interrupting the heating the propellant pump or pumps in the high vacuum stage, by switching on a Rapid cooling and by closing the fore-vacuum valve takes place. In this case is therefore in the event of a rapid fault, e.g. B. in the event of a major ingress of air the high vacuum side, the entire pumping station is switched off and also by a Rapid cooling cools the liquid propellant present in the propellant pumps, so that the effects of the ingress of air for the pumping station are largely ineffective stay. In this case a new start must be made after the malfunction has been eliminated. what happens when the high vacuum stage is switched off as a result of slowly occurring malfunctions is not required.
Das Abschalten der Hochvakuumstufe kann zweckmäßig durch das Schließen des Hochvakuumventils zwischen dem Rezipienten und der Hochvakuumstufe und durch die Unterbrechung der Heizung der Treibmieelpumpe oder -pumpen in der Hochvakuumstufe vorgenommen werden.Switching off the high vacuum stage can expediently by closing of the high vacuum valve between the recipient and the high vacuum stage and through the interruption of the heating of the floating fluid pump or pumps in the high vacuum stage be made.
Zur Schaltung der Betriebsgrößen (Betätigungsstrom der Magnetventile, Motorenstrom der Vorpumpen, elektrische Heizung der Treibmittelpumpe, Schnellkühlung) können zwei Relais vorgesehen sein, wobei die Arbeitswicklung des ersten Relais von einem bekannten Druckmeßorgan in der Vorvakuumleitung gesteuert wird. Eine solche Anordnung ist zur Schaltung der Hochvakuumpumpenstufe eines Pumpstandes bereits bekannt, und eine Weiterbildung im Sinne der Erfindung besteht darin, daß die Steuerung der Arbeitswicklung des ersten Relais zusätzlich über einen an mindestens einer rotierenden Pumpe der Vorvakuumstufe angebrachten Fliehkraftschalter erfolgt und daß die Arbeitswicklung des zweiten Relais über an sich bekannte Druckmeßorgane in der Hochvakuumleitung sowie durch thermische Meßorgane in der Hochvakuumpumpenstufe und durch einen Kontaktsatz des ersten Relais gesteuert wird. Die an sich bekannten Druckmeßorgane können in der verschiedensten Weise nach den verschiedensten Meßprinzipien arbeitend ausgeführt sein. Sie werden in dieser Sicherungsschaltung lediglich als Ein-Aus-Schalter verwendet und sind daher derart auszuwählen, daß sich eine möglichst treppenartige Scharliku.rv e, d. h. eine sprunghafte Änderung der Anzeigegröße beim Erreichen eines eingestellten, vorgegebenen Wertes der Meßgröße (Druck, Temperatur) ergibt.For switching the operating variables (actuating current of the solenoid valves, Motor current of the backing pumps, electric heating of the propellant pump, rapid cooling) two relays can be provided, with the working winding of the first relay is controlled by a known pressure measuring element in the fore-vacuum line. Such The arrangement for switching the high vacuum pump stage of a pumping station is already in place known, and a development within the meaning of the invention is that the controller the working winding of the first relay additionally via one to at least one rotating pump of the fore-vacuum stage attached centrifugal switch takes place and that the working winding of the second relay via pressure measuring elements known per se in the high vacuum line and through thermal measuring devices in the high vacuum pump stage and controlled by a contact set of the first relay. The ones known per se Pressure measuring elements can be used in the most varied of ways according to the most varied of measuring principles be executed working. They are only used as a On-off switches are used and should therefore be selected so that one is possible stair-like Scharliku.rv e, d. H. a sudden change in the display size at Reaching a set, specified value of the measured variable (pressure, temperature) results.
Es mag vorteilhaft sein, die Relaiskontakte an beiden Relais derart auszubilden, daß die Abschaltung des Pumpstandes oder seiner Hochvakuumstufe durch Arbeitsstromimpulse erfolgt. Hierdurch wird sichergestellt, daß nur gewünschte Signalimpulse eine Schaltwirkung herbeiführen können, während etwa durch Störungen hervorgerufene Stromunterbrechungen zunächst nicht in dieser Weise wirksam sind.It may be beneficial to keep the relay contacts on both relays in this way train that the shutdown of the pumping station or its high vacuum stage by Working current pulses takes place. This ensures that only desired signal pulses can bring about a switching effect, while caused by disturbances Power interruptions initially are not effective in this way.
Bei einem derartigen Hochvakuumpumpstand kann vorteilhaft ein zusätzliches Netzrelais vorgesehen sein, welches bei Netzausfall unabhängig von der Stellung des ersten und zweiten Relais eine völlige Abschaltung des Pumpstandes herbeiführt. Im Betrieb treten jedoch manchmal kurzzeitige Unterbrechungen der N etzspannung auf, wobei die Diffusionspumpen des Pumpstandes durch ihre thermische Trägheit zunächst weiterarbeiten, so daß keine Gefährdung des Rezipienteneinsatzgutes oder des Hochvakuumpumpstandes auftritt. Es wäre daher unter Umständen unzweckmäßig, das Netzrelais so auszubilden, daß bei jeder Störung der Pumpstand sofort völlig abgeschaltet wird. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, das Netzrelais als einschaltverzögertes Relais auszubilden, dessen Verzögerungszeit zwischen 10 und 30 Sekunden, vorzugsweise bei 20 Sekunden, liegt. Hierdurch wird sichergestellt, daß kurzzeitige Unterbrechungen der Netzspannung keine anhaltende Abschaltung des Pumpstandes auslösen können.With such a high vacuum pumping station, an additional Mains relay be provided, which in the event of a power failure regardless of the position of the first and second relay brings about a complete shutdown of the pumping station. However, there are sometimes brief interruptions in the mains voltage during operation on, the diffusion pumps of the pumping station initially due to their thermal inertia keep working so that there is no risk to the recipients or the high vacuum pumping station occurs. It would therefore be inexpedient under certain circumstances to design the network relay in such a way that that the pumping station is immediately switched off completely in the event of a malfunction. A further education the invention therefore provides for the network relay to be designed as a switch-on delayed relay, its delay time between 10 and 30 seconds, preferably at 20 seconds. This ensures that short-term interruptions the mains voltage cannot trigger a sustained shutdown of the pumping station.
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, als an sich bekanntes Meßorgan in der Vorvakuumleitung einen Glimmstreckendruckmesser zu verwenden, welcher beim Unterschreiten eines vorgegebenen Vorvakuumdruckwertes über an sich bekannte Schaltmittel einen Arbeitsstromimpuls an das erste Relais aussendet. Außerdem erscheint es unter Umständen zweckmäßig, als an sich bekannte Meßorgane in der Hochvakuumleitung ein Penning-Vakuummeter und einen weiteren Glimmstreckendruckmesser gleichwirkend vorzusehen, welche über an sich bekannte Schaltmittel einen Arbeitsstromimpuls an das zweite Relais aussenden, wenn eines der beiden Meßorgane auf die Unterschreitung eines vorgegebenen Hochvakuumdruckwertes anspricht. Hierdurch ist eine doppelte Sicherheit für die Aussendung des notwendigen Schaltimpulses gegeben. Selbstverständlich bleibt jeweils der nachfolgende, gleichwirkende Impuls unwirksam, nachdem der vorangegangene bereits den gewünschten Schaltvorgang eingeleitet hat.It has also proven to be advantageous than what is known per se Measuring device in the fore-vacuum line to use a glow distance pressure gauge, which when falling below a predetermined fore-vacuum pressure value over known per se Switching means sends out an operating current pulse to the first relay. Also appears it may be useful as a per se known measuring device in the high vacuum line a Penning vacuum gauge and another glow path pressure gauge have the same effect to provide which a working current pulse via switching means known per se send out the second relay, if one of the two measuring elements on the undershoot responds to a predetermined high vacuum pressure value. This is twofold Security is given for the transmission of the necessary switching impulse. Of course the following impulse with the same effect remains ineffective after the previous one has already initiated the desired switching process.
Es ist ferner unter Umständen zweckmäßig, als ein thermisches Meßorgan ein Differentialthermoelement vorzusehen, dessen eine Meßstelle am Boden des Siedegefäßes der Treibmittelpumpe und dessen andere Meßstelle an ihrem Kühlwasseraustritt liegt,. so daß dieses Differentialthermoelement über eine an sich bekannte Kompensationsschaltung einen Arbeitsstromimpuls an das zweite Relais aussendet, wenn die Temperatur am Pumpenboden der Treibmittelpumpe einen jeweils fest vorgegebenen Wert übersteigt oder unterschreitet. Zur Überwachung der Kühlwassertemperatur kann zusätzlich ein Thermoschalter angeordnet sein.It may also be useful as a thermal measuring element Provide a differential thermocouple, one measuring point at the bottom of the boiling vessel the propellant pump and its other measuring point is at its cooling water outlet ,. so that this differential thermocouple has a known compensation circuit sends an operating current pulse to the second relay when the temperature is on Pump bottom of the propellant pump exceeds a fixed predetermined value or falls below. To monitor the cooling water temperature, a Thermal switch be arranged.
Beim Anfahren des Pumpstandes (Vorevakuierung) können unter Umständen trotz ordnungsgemäßem Betrieb an den Meßgliedern Fehlimpulse auftreten, welche unwirksam gemacht werden müssen, damit eine reibungslose Aufeinanderfolge der einzelnen Betriebszustände gewährleistet ist. Beispielsweise wird das an sich bekannte Meßorgan in der Vorvakuumleitung beim Anfahren des Pumpstandes zunächst den Fehlimpuls geben, welcher der Störung »Lufteinbruch im Vorvakuum« entspricht. Da die Überwachung zunächst nur von dem Betriebszustand der eigentlichen Feinevakuierung ausgeht, welcher den größten Teil der Gesamtpumpzeit einnimmt, muß dafür gesorgt werden, daß dieser beim Anfahren zunächst entstehende Fehlimpuls (ebenso wie andere Fehlimpulse von der Hochvakuumseite her) zunächst unwirksam bleibt und erst dann weitergeleitet werden kann, wenn eine echte Störung eintritt, nachdem vorher ein einwandfreies Varv akuum hergestellt ist. Es wird daher vorgeschlagen, daß die von den Meßorganen auf der Vorvakuumseite und auf der Hochvakuumseite ausgehenden Signalleitungen über einen Auswahlschalter geführt werden, welcher in den einzelnen Stellungen nur die Signale derjenigen Meßorgane zum ersten und zweiten Relais weiterleitet, die dem am Auswahlschalter eingestellten Betriebszustand des Hochvakuumpumpstandes (z. B. Vorevakuierung) entsprechen, so daß die bei einem bestimmten Betriebszustand (z. B. Anfahren) notwendigerweise auftretenden Fehlimpulse (z. B. vom Druckmeßsystem auf der Hochvakuumseite) unwirksam bleiben.When starting up the pumping station (pre-evacuation), under certain circumstances despite proper operation of the measuring elements, incorrect pulses occur which are ineffective must be made so that a smooth succession of the individual operating states is guaranteed. For example, the measuring element known per se is in the fore-vacuum line When starting up the pumping station, first give the missing pulse, which is the fault "Air ingress in the fore-vacuum" corresponds. Since the monitoring is initially only from the Operating condition of the actual fine evacuation assumes the largest part the total pumping time, care must be taken to ensure that this is the case when starting up initially resulting missing pulse (as well as other missing pulses from the high vacuum side her) initially remains ineffective and can only be forwarded if a real malfunction occurs after a perfect vacuum has been established beforehand is. It is therefore proposed that the measuring elements on the fore-vacuum side and outgoing signal lines on the high vacuum side via a selector switch are performed, which in the individual positions only the signals of those measuring organs forwards to the first and second relay that corresponds to the one set on the selector switch The operating condition of the high vacuum pumping station (e.g. pre-evacuation), see above that those which necessarily occur in a certain operating state (e.g. start-up) Missing pulses (e.g. from the pressure measuring system on the high vacuum side) remain ineffective.
Man kann die auftretenden Fehlimpulse jedoch auch dazu ausnutzen, um über ein an sich bekanntes, von Impulsen gesteuertes Zwischenschaltwerk die Aufeinanderfolge der einzelnen Betriebszustände automatisch herbeizuführen. Beispielsweise werden zunächst nur die Vorvakuumpumpen eingeschaltet, und der negative Impuls beim Erreichen des als untere Grenze eingestellten zulässigen Vorvakuumdruckes schaltet ein Schaltwerk, etwa nach der Art der in der Fernsprechtechnik bekannten Drehwähler, um einen Schritt weiter. In dieser Stellung des Schaltwerks wird das Vorvakuumventil geöffnet und die Heizung der Treibmittelpumpen eingeschaltet. Auf diese Weise kann der gesamte Pumpvorgang mit Vorevakuierung, Endevakuierung und Absperrung des evakuierten Rezipienten völlig selbständig durchgeführt werden, und es ist außerdem die Sicherheit vorhanden, daß der Pumpstand beim Auftreten von unvorhergesehenen Störungen in wirksamster Weise selbsttätig die erforderlichen Gegenmaßnahmen einleitet. Hat eine Störungsschaltung zur Abschaltung des gesamten Pumpstandes geführt, so muß selbstverständlich die Wiedereinschaltung nach Beseitigung der Störung von Hand vorgenommen werden.However, one can also use the missing impulses to in order to control the sequence via a known, impulse-controlled intermediate switchgear to bring about the individual operating states automatically. For example be initially only the backing pumps switched on, and the negative pulse when reached of the permissible fore-vacuum pressure set as the lower limit switches a switching mechanism, about the type of rotary selector known in telephony technology, by one step Further. In this position of the switching mechanism, the forevacuum valve is opened and the heating of the propellant pumps switched on. In this way the whole Pumping process with pre-evacuation, final evacuation and blocking of the evacuated recipient can be carried out completely independently, and there is also the security that the pumping station is most effective in the event of unforeseen malfunctions Way automatically initiates the necessary countermeasures. Has a fault circuit led to the shutdown of the entire pumping station, so of course the Can be switched on again manually after the fault has been eliminated.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Hochvakuumpumpstand mit Sicherungsschaltung, Fig. 2 ein Schaltschema der Relais und der Meßstellen in einem Hochvakuumpumpstand nach Fig. 1. In Fig. 1 ist ein einfach aufgebauter Hochvakuumpumpstand dargestellt, bei dem eine rotierende Vorpumpe 1 mit einer Diffusionspumpe 2 zusammenwirkt. In einer Verbindungsleitung 3 zwischen der Vorpumpe 1 und der Diffusionspumpe 2 sind ein Glimms.treckendruckschalter 4 und ein Magnetventil 5 eingeschaltet. Auf die Diffusionspumpe 2 ist ein Hochvakuumaufsatz 6 mit Anschlußflansch 7 zum Hochvakuumrezipienten aufgesetzt, in dem ein ebenfalls. magnetisch betätigtes. Telifervenitil 8 und die beiden gleichwirkenden Druckmeßsysteme, nämlich: ein Glimmstreckendruckschalter 10 (M2) und ein Penning-Druckschalter 11 (M5) entsprechend angeordnet sind. Im Boden 12 der Diffusionspumpe 2 ist eine Kühlspirale eingebettet, der über Zuleitungen 13 und Abflußleitung 14 zur raschen Abkühlung Kühlwasser zugeführt werden kann. Der Kühlwasserzufluß über die Zuleitungen 13 wird durch ein weiteres Magnetventil 15 gesteuert. Die Heizwicklung der Diffusionspumpe ist mit 16 bezeichnet.In the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically. 1 shows a high vacuum pumping station with a safety circuit; . In a connecting line 3 between the backing pump 1 and the diffusion pump 2, a glowing distance pressure switch 4 and a solenoid valve 5 are switched on. On the diffusion pump 2, a high vacuum attachment 6 with a connecting flange 7 to the high vacuum recipient is placed, in which a likewise. magnetically operated. Telifervenitil 8 and the two equally acting pressure measuring systems, namely: a glow path pressure switch 10 (M2) and a Penning pressure switch 11 (M5) are arranged accordingly. In the bottom 12 of the diffusion pump 2 a cooling spiral is embedded, which can be supplied with cooling water via supply lines 13 and drainage line 14 for rapid cooling. The flow of cooling water via the supply lines 13 is controlled by a further solenoid valve 15. The heating coil of the diffusion pump is denoted by 16.
Die Magnetventile 5, 8 und 15 sind über Arbeits-bzw. Ruhestromkontakte VV1, N1, N2, HV1, VV2, N4 mit entsprechenden Stromquellen, vorzugsweise Gleichstromquellen, verbunden.The solenoid valves 5, 8 and 15 are via working or. Closed current contacts VV1, N1, N2, HV1, VV2, N4 with corresponding current sources, preferably direct current sources, tied together.
Die einzelnen Meßsysteme, welche, wie bereits beschrieben, nur als Ein-Aus-Schalter wirken sollen, sind mit M1, 31121 11T3, M4 und M5 bezeichnet. Dabei ist zu beachten, daß die beiden Glimmstreckendruckschalter 4 und 10 parallel geschaltet sind und jeweils den gleichen Schaltimpuls 1A2 liefern. Mit M1 ist ein Fliehkraftschalter 19 an der rotierenden Vorpumpe 1 verbunden. M3 erhält seinen Arbeitsimpuls von einem Thermoschalter 20 im Kühlwassermantel 21 der Diffusionspumpe 2. Der Schaltimpuls M4 geht von einem Differentialthermoelement 22 aus (hier nur schematisch angedeutet), das mit seiner einen Meßstelle 23 am Kühlwassermantel 21 und mit seiner anderen Meßstelle 24 am Pumpenboden 12 anliegt. Diese Anordnung ergibt eine besonders wirksame Überwachung der Temperaturverhältnisse. Bei der tatsächlichen Ausführung ist im Zusammenhang mit dem Differentialthermoelement 22 noch ein Kompensationsverstärker vorgesehen.The individual measuring systems, which, as already described, only as On-off switches are intended to work are designated with M1, 31121 11T3, M4 and M5. Included it should be noted that the two glow path pressure switches 4 and 10 are connected in parallel and each deliver the same switching pulse 1A2. With M1 is a centrifugal switch 19 connected to the rotating backing pump 1. M3 receives its work impulse from one Thermal switch 20 in the cooling water jacket 21 of the diffusion pump 2. The switching pulse M4 is based on a differential thermocouple 22 (only indicated schematically here), that with its one measuring point 23 on the cooling water jacket 21 and with its other Measuring point 24 rests on the pump bottom 12. This arrangement gives a particularly effective one Monitoring of temperature conditions. In actual execution, the Connection with the differential thermocouple 22 another compensation amplifier intended.
Die Meßsysteme des Aufbaus nach Fig. 1 erscheinen als einfache Schalter nunmehr in dem Relaisschaltplan nach Fig. 2. Dort sind drei Relais HV, VV und N vorgesehen, welche über die zugeordneten Kontaktsätze die entsprechenden Magnetventile und sonstigen Regelglieder steuern. Beispielsweise wird der Kontakt hhi vom Vorvakuumrelais VV gesteuert, während der Kontakt 11'3 in Fig. 1 mit dem Netzrelais N in Fig. 2 zusammenwirkt.The measuring systems of the structure according to FIG. 1 now appear as simple switches in the relay circuit diagram according to FIG. 2. There are three relays HV, VV and N which control the corresponding solenoid valves and other control elements via the associated contact sets. For example, the contact hhi is controlled by the fore-vacuum relay VV , while the contact 11'3 in FIG. 1 interacts with the network relay N in FIG.
Tritt nun z_ B. ein Lufteinbruch in der Vorvakuumleitung 3 auf, so sendet der Glimmstreckendruckschalter 4 einen Impuls aus, d. h., in der vereinfachten Darstellung in Fig. 2 wird der Schalter 1W2 geSchlossen. Dadurch gelangt die von dem Netzanschluß 17 entnommene und mit Hilfe eines Gleichrichters 18: gleichgerichtete Spannung an die Arbeitswicklung des Vorv akuumrelais VV. Die mit diesem Relais zusammenwirkenden Kontakte VV" VV., VV, und TVl4 werden betätigt und damit zunächst der Stromkreis des`Magnetventils 5 unterbrochen, wodurch das Magnetventil e in seine Absperrstellung gebracht wird. Der zugehörige Kontakt Ni bleibt davon unabhängig so länge geschlossen, bis das Netzrelais N beim -Aus= fall der Spannung abfällt. Es kommt ferner - die Arbeitswicklung -des Magnetventils 15 über den Schaltkontakt VV, unter Strom (der Kontakt 1V4 wird durch das Relais N geschlossen gehalten). Dadurch öffnet das Magnetventil 15, und der Wasserdurchfluß über die Leitungen 13, 14' wird zur. Schnellkühlung der Bodenplatte 12 der Diffusionspumpe 2 freibegeben. Durch - das Schließen des Arbeitskontaktes VV', gelangt auch die Wicklung des Höehvakuumrelais HV unter Strom, und die zugeordneten Kontakte Werden um besteuert. Der Ruhekontakt HV, öffnet, wird die Arbeitswicklung des Tellerventils 8 stromlos, so daß dessen Schließung -und damit die Absp errung des Hochvakuumrezipienten erfolgt .(1\'._, :vird dabei vorn Netzrelais 1T gehalten).If, for example, an ingress of air occurs in the fore-vacuum line 3, the glow path pressure switch 4 sends out an impulse, that is to say, in the simplified representation in FIG. 2, the switch 1W2 is closed. As a result, the voltage taken from the mains connection 17 and rectified with the aid of a rectifier 18: reaches the working winding of the Vorv akuumrelais VV. The contacts VV "VV., VV, and TVl4 cooperating with this relay are actuated and thus the circuit of the solenoid valve 5 is initially interrupted, whereby the solenoid valve e is brought into its shut-off position. The associated contact Ni remains closed regardless of this until the mains relay N drops when the voltage fails. Furthermore, the working winding of the solenoid valve 15 is energized via the switching contact VV (contact 1V4 is kept closed by the relay N). This opens the solenoid valve 15 and the Water flow through the lines 13, 14 'is released for rapid cooling of the base plate 12 of the diffusion pump 2. By closing the working contact VV', the winding of the high vacuum relay HV is also energized and the associated contacts are taxed , opens, the working winding of the poppet valve 8 is de-energized, so that its closure -and thus the Absp errung of the high vacuum receptacle (1 \ '._,: is held by the mains relay 1T).
Durch Öffnen des Arbeitskontaktes Hh2 wird die. Heizung 15 der Diffusionspumpe 2 abgeschaltet, wähsend der Arbeitskontakt i1'3 vom Netzrelais Ar weiterhin geschlossen. gehalten wird. Zur Vermeidung 'Von Relaispendelungen sind die Arbeitskontakte Hh, und 1'l'4 vorgesehen, mit deren Hilfe sich die Anker der Relais nach dem Schaltvorgang festhalten.By opening the normally open contact Hh2, the. Heater 15 of the diffusion pump 2 switched off, while the normally open contact i1'3 of the mains relay Ar continues to be closed. is held. To avoid relay oscillations, the normally open contacts Hh, and 1'l'4 provided, with the help of which the armature of the relay after the switching process hold tight.
Durch den beschriebenen Vorgang ist nun eine Ab-Schaltung sämtlicher wichtiger Betriebseinheiten des Hochvakuumpumpstandes vorgenommen worden.Through the process described, one shutdown is now all important operating units of the high vacuum pumping station.
Zur Überwachung der mechanischen Vorpumpe ist an dieser ein Fliehkraftschalter 19 vorgesehen, der beim Stillstand der Pumpe einen Arbeitsimpuls an den hlernmen a71 auslöst, wodurch ebenfalls wie beim Ansprechen von 1112 eine Gesamtabschaltung - des Pumpstandes eintritt.To monitor the mechanical roughing pump, a centrifugal switch 19 is provided on this which initiates an operating pulse to the hlernmen a71 when the pump, which also like the response of 1 112, a total shutdown - entering of the pumping station.
Beim Ansprechen eines der Meßglieder 1V3, :'1i14 oder :l1, wird zur Teilabschaltung des Pumpstandes nur das Hochvakuumrelais Hb' erregt. Seine zugeordneten Kontaktsätze HVi, HIV, und HV" führen dann die Absperrung der Hochvakuumstufe herbei.When one of the measuring elements 1V3,: '1i14 or: l1, responds to Partial shutdown of the pumping station only energizes the high vacuum relay Hb '. Its assigned Contact sets HVi, HIV, and HV "then shut off the high vacuum stage.
Bei Netzausfall fällt schließlich das Netzrelais N ab, wodurch die Anbei tskontakte Ni i, iV2, N3 und 1\T4 öffnen. Auch hier wird also eine Abschaltung des ganzen Pumpenstandes, allerdings ohne Anwendung der schnell wirkenden Schutzmittel (Schnellkühlung), -: eranlaßt, so daß nach Wiedereinschaltung des Netzes der Pumpstand - nach Ablauf der Einschaltverzögerungszeit, d. h. wenn die Vorpumpe 1 die Vorvakuumleitung 3 unter den Ansprechdruck des Glimmstrecken-In the event of a power failure, the network relay N drops out, which causes the Open contacts Ni i, iV2, N3 and 1 \ T4. So here too there will be a shutdown of the entire pump stand, but without the use of fast-acting protective agents (Rapid cooling), -: allows the pumping station to be activated after the mains is switched on again - after the switch-on delay time has elapsed, d. H. if the backing pump 1 is the backing vacuum line 3 below the response pressure of the glow path
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL28597A DE1046250B (en) | 1957-09-13 | 1957-09-13 | High vacuum pumping station with propellant pumps |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEL28597A DE1046250B (en) | 1957-09-13 | 1957-09-13 | High vacuum pumping station with propellant pumps |
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DE1046250B true DE1046250B (en) | 1958-12-11 |
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ID=7264580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEL28597A Pending DE1046250B (en) | 1957-09-13 | 1957-09-13 | High vacuum pumping station with propellant pumps |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1046250B (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1957-09-13 DE DEL28597A patent/DE1046250B/en active Pending
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