DE1071890B - - Google Patents

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DE1071890B
DE1071890B DENDAT1071890D DE1071890DA DE1071890B DE 1071890 B DE1071890 B DE 1071890B DE NDAT1071890 D DENDAT1071890 D DE NDAT1071890D DE 1071890D A DE1071890D A DE 1071890DA DE 1071890 B DE1071890 B DE 1071890B
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F9/00Diffusion pumps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D8/00Cold traps; Cold baffles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

  • Tiefkühlfalle zum Abscheiden von kondensierbaren Dämpfen Die Erfindung betrifft eine Tiefkühlfalle zum Abscheiden von kondensierbaren Dämpfen in Vakuumanlagen, bei der die in einen Kühlmittelbehälter eingefüllten kondensierten Gase nach der Außen luft hiti verdampfen und Tiefkühlabscheideflächen in der Verbindungsleitung zwischen dem Vakuumrezipienten und der Treibmittelpumpe kühlen und bei der außerdem Abscheideflächen von höherer Temperatur vorhanden sind, an denen die kondensierbaren Dämpfe zunächst in flüssigem Zustand abgeschieden werden.
  • Derartige Tiefkühlfallen sind vor allem für Treibmittelpumpen bestimmt, bei denen ein anorganisches Treibmittel, vorzugsweise Quecksilber, angewendet wird. In diesen Tiefkühlfallen befinden sich Abscheideflächen, welche durch ein kondensiertes Gas, z. B. für sige Luft, auf eine möglichst tiefe Temperatur abgekühlt werden. Die Wirksamkeit der Tiefkühlfalle ist dabei um so besser, je tiefer die Temperatur gewählt werden kann und je mehr die in den Vakuumrezipienten rückströmenden Treibdampfmoleküle durch die geometrische Konstruktion der Tiefkühlfalle notwendigerweise mit den tiefgekühlten Abscheideflächen in Berührung kommen müssen.
  • Obwohl bei der beschriebenen Vorrichtung zum Abscheiden von kondensierbaren Dämpfen mit tiefgekühlten Abscheideflächen hinsichtlich ihrer Abscheidewirkung eine befriedigende Wirkung erzielt wird, ergeben sich bei der praktischen Anwendung wegen des auftretenden starken Treibmittelverlustes erhebliche Schwierigkeiten. Dabei friert das Quecksilber an den Abscheideflächen fest, so daß bereits nach kurzer Betriebszeit eine unzulässige Verringerung der Treibmittel füllung in der Pumpe eintritt.
  • Zur Vermeidung dieser Nachteile ist eine Tiefkühlfalle bekanntgeworden, bei der neben den tiefgekühlten Abscheideflächen eine scheibenförmige Abscheidefläche vorhanden ist, die auf einer wesentlich höheren Temperatur gehalten wird. Die Temperatur wird dabei so gewählt, daß das Treibmittel an dieser Abscheidefläche nur in flüssigemZustandkondensiert und von dort wieder in den Treibmittelvorrat der Pumpe zurücktropft.
  • Diese Abscheidefläche höherer Temperatur ist unmittelbar als Prallplatte im Strömungsweg zwischen dem Vakuumrezipienten und der Treibmittelpumpe derart angeordnet, daß der größte Teil der rückströmenden kondensierbaren Dämpfe an ihr abgeschieden wird. Die restlichen Dampfanteile werden dann wie bisher von den tiefgekühlten Abscheideflächen festgebunden. Durch diese Konstruktion ergibt sich zwar eine wesentliche Verbesserung hinsichtlich des auftretenden Treibmittelverlustes, jedoch zeigt eine solche Tiefkühlfalle einen besonders hohen Kühlmittelverbrauch.
  • Bei dieser bekannten Ausführungsform einer Tiefkühlfalle ist zwischen dem die ktndensierten Gase ent- haltenden Kühlmi ttelbehälter und der plattenförmigen Abscheidefläche von höherer Temperatur ein entsprechend bemessenes wärmedämmendes Bauelement vorgesehen. Da sich diese Abscheidefläche durch die Strahlungswärme der Pumpendüsen erheblich erwärmt, muß fortgesetzt eine entsprechende Kühlleistung aus dem Kühlmittelbehälter über das wärmedämmende Bauelew ment übertragen werden. Dies bedeutet eine zusätzliche Erwärmung der kondensierten Gase, dadurch eine stärkere Verdampfung und als Ergebnis einen erhöhten Kühlmittelverbrauch. Man- muß- daher die Füllung des Kühlmittelbehälters, z. B. mit flüssiger Luft, in relativ kurzen Zeitabständen ergänzen.
  • Die Erfindung ermöglicht eine bessere Ausnutzung der Kühlmittel füllung und somit eine entsprechende Verlängerung der Betriebsdauer sowie eine Senkung der Betriebskosten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine solche Führung der aus dem Kühlmittelbehälter verdampfenden Gase vorgesehen ist, bei der diese zur Kühlung von solchen Abscheideflächen dienen, deren Temperatur oberhalb der Temperatur der flüssigen Gase liegt. Es hat sich gezeigt. daß die aus dem Kühlmittelbehälter bisher nutzlos nach außen abgeleitete Gasströmung zur Kühlung von weiteren Abscheideflächen höherer Temperatur vorzüglich geeignet ist, wobei man diesen Kühleffekt ohne zusätzlichen Kühlmittelverlust ausnutzen kann. Selbstverständlich können die Abscheideflächen hierzu in der verschiedensten Weise und Temperaturverteilung angeordnet werden. Man schließt zweckmäßig an die Austrittsöffnung des Kühlmittelbehälters eine rohrförmige Kühlspirale an, die mit den einzelnen Abscheideflächen je nach der gewünschten Kühlwirkung über eine oder mehrere Bindungen, gegebetlenfalls unter Zwischenschaltung eines wärmedämmenden Materials, in wärmeleitender Verbindung steht.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kühlen die aus dem Kühlmittelbehälter verdampfenden konden -sierten Gase nacheinanderfolgend mehrere Abscheideflächen mit steigender Temperatur, wobei als letzte gekühlte Abscheideiläche vor dem Austritt der Gase aus dem Gehäuse der Tiefkühlfalle eine für die Korden sation in flüssigem Zustand hestimmte Abscheidefläche vorgesehen ist. Die Gasströmung erwärmt sich dabei fortgesetzt und weist schließlich eine Temperatur auf. welche gerade hinreicht. um noch eine ausreichende Kälteleistung an die für flüssige Kondensation bestimmte Abscheidefläche höchster Temperatur zu übertragen. Natürlich ist es nicht unmittelbar notwendig, diese Abscheidefläche höchster Temperatur direkt mit der von der austretenden Gasströmung durchströmten Kühlspirale in Verbindung zu bringen, da diese unter Umständen eine zu weitgehende Abkühlung herbeiführen kann. In diesem Fall wird die Abscheidefläche höchster Temperatur vorteilhaft über entsprechend dimensionierte wärmedämmende Bauelemente mit einer direkt gekühlten Abscheidefläche niedriger Temperatur verbunden. Es sind auch Ausführungen möglich, bei denen die Abscheidefläche höchster Temperatur von einem anderen Kühlmittel, z. B. durch Wasser, gekühlt wird.
  • Eine vorteilhafte Maßnahme zur Verhinderung einer unerwünschten Temperaturerniedrigung an einer zur Kondensation in flüssigem Zustand bestimmten Abscheidefläche besteht gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung darin, daß an der für die Kondensation itl flüssigem Zustand bestimmten Abscheidefläche eine wärmeleitende Verbindung zu im Betrieb der Tiefkühlfalle auf höheren Temperaturen liegenden Gehäuseteilen vorgesehen ist, und' daß die Bemessung dieser wärmeleitenden Verbindung so vorgenommen wird, daß die für die Kondensation in flüssigem Zustand bestimmte Abscheidefläche eine vorgegebene Temperatur nicht unterschreiten kann. Die Wirkung beruht darauf, daß- bei einer unerwünschten Temperaturerniedrigung an dieser Abscheidefläche ein erhöhtes Temperaturgefälle gegenüber den wärmeren Gehäuseteilen auftritt, wodurch sich die über das wärmeleitende-Verbindungselement übertragene Wärmemenge entsprechend vergrößert. Andererseits vermindert sich die Temperatur differenz zwischen der Abscheidefläche und dem Kühlmittelbehälter, und beide Effekte bewirken eine weitgehende Festlegung der Temperatur auf den ge wünschten für die flüssige Kondensation notwendigen Wert.
  • Eine zweckmäßige Ausführungsform ist so aufgebaut, daß bei der an sich bekannten scheibenförmigen Ausbildung der für die Kondensation in flüssigem Zustand bestimmten Abscheideflächen die wärmeleitende Verbindung Bügelform hat.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt; es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine an eine Treibmittelpumpe angeschlossene Tiefkühlfalle nach der Er-Erfindung, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der plattenförmigen Abscheideflächen mit Wärmelei tungsbügel einer Tiefkühlfalle nach Fig. 1.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Gehäuse 1 der Tiefkühlfalle über einen Innenflansch 2 an einen Anschlußflansch 3 einer Quecksilber-Treibmittelpumpe 4 angeschlossen. Diese Quecksilber-Treibmittel- pumpe 4 steht mit einer mechanischcn Vorpümpe 5 11 \/'erhilldung.
  • Das Gehäuse 1 der Tiefkühlfalle weist einen weiteren Anschluß flansch 6 auf, mit dem die Verbindung zum Vakuumrezipienten hergestellt werden kann. Im Inneren dieses Gehäuses 1 erkennt man einen Kuhlmittell>ehälter 7. in dem ein hestimmter Flüssigkeitsstand der kondensierten Gase 8 vorhanden ist.
  • Zur Zuführung der kondensierten Gase8 dient eine an den Kühlmittelbehälter 7 angeschlossene Zuleitung9, die zur Vermeidung von Wärmeverlusten bei ihrem Durchtritt durch das Gehäuse 1 in einer entsprechenden Isoliermuffe 10 geführt ist. Diese Zuleitung9 steht mit einem Vorratsbehälter 11 für die kondensierten Gase in Verbindung, der auch als automatisch wirkende Nachfüllvorrichtung ausgebildet sein kann.
  • In dem Gehäuse 1 ist ferner ein mit einer kreisringförmigen Abscheidefläche 12 versehener metallischer Einsatz 13 vorhanden, der an entsprechend dimensionierten Stützen 14 aus einem ;Material geringer Wärmeleitfähigkeit im Gehäuse aufgehängt ist.
  • An den Kühlmittelbehälter 7 ist ein Rohrstück 15 angeschlossen, das bei 16 in eine Kühlspirale mit zwei Windungen übergeht, die mit der Abscheidefläche 12 in gut wärmeleitender Verbindung stehen. Von dieser Kühlspirale 16 führt eine Verbindungsleitung 17, die gleichzeitig als Halteteil ausgebildet ist, zu einer scheibenförmigen Abscheidefläche 18, welche im Betrieb auf höherer Temperatur gehalten werden soll. Dementsprechend ist nur eineKühlwindung 19vorgesehen, und an diese schließt sich ein Auslaßrohrteil 20 an, durch den die Gasströmung aus der Tiefkühlfalle in den Umgebungsraum austritt. Dieses Auslaßrohrteil 20 ist ebenfalls über eine Isolierdurchführung21 am Gehäuse 1 befestigt.
  • An der scheibenförmigen Abscheidefläche 18 ist mit Hilfe einer Nietverbindung 22 ein Doppelbügel 23 aus wärmeleitfähigem Material angenietet, der sich mit seinen freien Enden auf dem Innenflansch 2 abstützt. Die Form dieses Bügels ist besonders in Fig. 2 dargestellt.
  • Als Werkstoff für den Bügel kann Stahl, aber auch Kupfer od. dgl. verwendet werden.
  • Beim Betrieb verdampft fortgesetzt ein Teil der kondensierten Gase 8, und die aus dem Kühlmittelbehälter7 austretende kalte Gasströmung kühlt zunächst die kreisringförmige Abscheidefläche 12, die ebenfalls auf sehr niedriger Temperatur gehalten werden soll. Dabei hat sich die Gasströmung bereits etwas erwärmt, so daß sie anschließend zur Kühlung der scheibenförmigen Abscheidefläche 18 verwendet werden kann. Da die Temperatur dieser Abscheidefläche erheblich höher gehalten werden soll als die Temperatur der kondensierten Gase, wurde nur eine einzige Kühlwindungl9 vorgesehen.
  • Außerdem sorgt der Bügel 23 für eine wärmeleitende Verbindung mit dem Innenflansch2, der sich im Betrieb derTreibmittelpumpe erheblich erwärmt, so daß ander scheibenförmigen Abscheidefläche 18 in jedem Falle eine Temperatur festgelegt wird, bei der das Treibmittel in flüssigem Zustand kondensiert.
  • Man kann den Aufbau der Tiefkühlfalle auch in anderer Weise wählen, ohne daß von den grundsätzlichen Erfindungsgedanken abgewichen wird. Insbesondere ist auch die Verwendung bei Treibmittelpumpen mit organischen Treibmitteln möglich und vorteilhaft.

Claims (5)

  1. PATENTANSPROCHE: 1. Tiefkühlfalle zum Abscheiden von kondensierbaren Dämpfen in Vakuumanlagen, bei der die in einen Kühlmittelbehälter eingefüllten kondensierten Gase nach der Außenluft hin verdampfen und Tiefkt lal)scheideHächen in der Verl>indungleitung zwischen dem Vakuumrezipienten und der Treibmittelpumpe kühlen, und bei der außerdem Abscheideflächen von höherer Temperatur vorbanden sind. an denen die kondensierbaren Dämpfe zunächst in flüssigem Zustand abgeschieden werden, gekennzeichnet durch eine solche Führung der aus dem Kühlmittelbehälter (7) verdampfenden Gase. daß sie zur Kühlung von solchen Ab scheideflächen (12, 18) dienen, deren Temperatur oberhalb der Temperatur der flüssigen Gase liegt.
  2. 2. Tiefkühlfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Auslaßöffnung des Kühlmitrelbehälters (7) eine rohrförmige Kühlschlange (16, 19) angeschlossen ist, welche mit den zu kühlenden Abscheideflächen (12, 18) in wärmeleitender Verbindung steht.
  3. 3. Tiefkühlfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die aus dem Kühlmittelhehälter (7) verdampfenden kondensierten Gase nacheinanderfolgend mehrere Abscheideflächen kühlen, wobei als letzte gekühlte Abscheidefläche vor dem Austritt der Gasströmung aus dem Innenraum der Tiefkühlfalle eine für die Kondensation in Süssi- gem Zustand bestimmte Abscheidefläche (18) vorgesehen ist.
  4. 4. Tiefkühlfalle nach Anspriich 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der für die lA;onclensation in flüssigem Zustand bestimmten Abscheidefläche (18) eine wärmeleitende Verbindung (23) zu im Betrieb der Tiefkühlfalle auf höherer Temperatur liegenden Gehäuseteilen (2) vorgesehen ist. uncl daß diese Verbindung (23) so bemessen ist. daß die für die Kondensation in flüssigem Zustand bestimmte Abscheidefläche (18) eine vorgegebene Temperatur nicht unterschreiten kann.
  5. 5. Tiefkühlfalle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der an sich bekannten scheibenförmigen Ausbildung der für die Kondensation in flüssigem Zustand bestimmten Abscheidefläche (18) die wärmeleitende Verbindung (23) hügelförmig gestaltet ist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 019 047, N 10571 Ia/27d (bekanntgemacht am 24. 11. 1955); britische Patentschrift Nr. 795 895; USA.-Patentschrift Nr. 2 565 722.
DENDAT1071890D Pending DE1071890B (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3122896A (en) * 1962-10-31 1964-03-03 Cryovac Inc Pump heat radiation shield
DE1195897B (de) * 1962-06-06 1965-07-01 Siemens Reiniger Werke Ag Kuehleinrichtung fuer ein Abscheidegefaess in einer Hochvakuumapparatur
DE1256832B (de) * 1963-04-26 1967-12-21 Max Planck Gesellschaft Vorrichtung zur Temperatursteuerung eines Tiefkuehl-Baffles fuer Hochvakuumanlagen
FR2293609A1 (fr) * 1974-12-06 1976-07-02 Vmdi Vide Moleculaire Dans Ind Piege cryogenique perfectionne a double etage

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2565722A (en) * 1948-09-17 1951-08-28 Westinghouse Electric Corp Cooling device
DE1019047B (de) * 1954-08-13 1957-11-07 Dr Hans Klumb Kuehlfalle fuer Hochvakuumpumpen
GB795895A (en) * 1956-01-25 1958-06-04 Edwards High Vacuum Company Improvements in or relating to vapour vacuum pumps

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2565722A (en) * 1948-09-17 1951-08-28 Westinghouse Electric Corp Cooling device
DE1019047B (de) * 1954-08-13 1957-11-07 Dr Hans Klumb Kuehlfalle fuer Hochvakuumpumpen
GB795895A (en) * 1956-01-25 1958-06-04 Edwards High Vacuum Company Improvements in or relating to vapour vacuum pumps

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1195897B (de) * 1962-06-06 1965-07-01 Siemens Reiniger Werke Ag Kuehleinrichtung fuer ein Abscheidegefaess in einer Hochvakuumapparatur
US3122896A (en) * 1962-10-31 1964-03-03 Cryovac Inc Pump heat radiation shield
DE1256832B (de) * 1963-04-26 1967-12-21 Max Planck Gesellschaft Vorrichtung zur Temperatursteuerung eines Tiefkuehl-Baffles fuer Hochvakuumanlagen
FR2293609A1 (fr) * 1974-12-06 1976-07-02 Vmdi Vide Moleculaire Dans Ind Piege cryogenique perfectionne a double etage

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