[go: up one dir, main page]

DE2536005A1 - Cryogenic type high vacuum pump - UTILISES ABSORPTION PROPERTIES OF ACTIVATED CHARCOAL AND WORKS WITH MODERATE TEMPERATURE - Google Patents

Cryogenic type high vacuum pump - UTILISES ABSORPTION PROPERTIES OF ACTIVATED CHARCOAL AND WORKS WITH MODERATE TEMPERATURE

Info

Publication number
DE2536005A1
DE2536005A1 DE19752536005 DE2536005A DE2536005A1 DE 2536005 A1 DE2536005 A1 DE 2536005A1 DE 19752536005 DE19752536005 DE 19752536005 DE 2536005 A DE2536005 A DE 2536005A DE 2536005 A1 DE2536005 A1 DE 2536005A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sorption
pump
titanium
cryo
high vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19752536005
Other languages
German (de)
Inventor
Eckhard Kellner
Josef Dipl Phys Dr Kemmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19752536005 priority Critical patent/DE2536005A1/en
Priority to US05/627,398 priority patent/US4089185A/en
Publication of DE2536005A1 publication Critical patent/DE2536005A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/06Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
    • F04B37/08Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

A cylindrical case (4) has an end plate (3) bolted to the vessel to be evacuated and an opposite end plate (12) bolted to a first stage ion pump (14). It contains a vessel (18) which is filled with liquid nitrogen and covered with activated carbon. Copper tubes (5) connected to the vessel support a series of copper plates (7) which are covered with activated carbon. The plates are held apart by distance pieces (8). The vessel contains a heater (16) which enables the activated carbon to be heated to 300 deg.C to 400 deg.C. Carbon activated at these temperatures has sufficiently good absorption properties to produce vaccua of 10-9 Torr. at a temperature no lower than 77 deg.K. This enables the pump to work with liquid nitrogen rather than liquid helium.

Description

Hochvakuum-Pumpensystem Die Erfindung betrifft ein Kochvakuum-Pumpensystem hoher Saugleistung, mit dem es iiiöglich ist, große Vakuumbehälter innerhalb kurzer eit auf Drucke von ca. 1x10-7Torr und darunter zu evakuieren, wobei die Restgasatmosphäre arollkommen kohlenwaserstoffrei ist. High Vacuum Pump System The invention relates to a cooking vacuum pump system high suction power, with which it is possible, large vacuum containers within a short space of time eit to pressures of approx. 1x10-7Torr and below to evacuate, with the residual gas atmosphere is completely free of hydrocarbons.

Ölfreie Restgasdrucke von 1x10-7Torr oder niedriger, lassen sich bisner bei hohen Saugvermögen wirtschaftlich nur durch tryopumpen erzielen. Oil-free residual gas pressures of 1x10-7 Torr or lower can be bisner can only be achieved economically with high pumping speeds with tryo pumps.

Bei diesen Pumpen werden Restgasdrucke von 10 9Torr oder darunter durch Kondensation der Restgas an kalten Flächen erreicht, die zur Vergrößerung der Oberfläche mit Aktivkohle beschichtet sind. These pumps will have residual gas pressures of 10 9 torr or less achieved by condensation of the residual gas on cold surfaces that lead to enlargement the surface are coated with activated carbon.

Die zur tondensation notwendigen Arbeitstemperaturen liegen so tief, daß entweder mit einer technisch aufwendigen fl. Ne-Kühlung oder mit einem kostspieligen Refrigerator gearbeitet werden muß. The working temperatures necessary for condensation are so low that that either with a technically complex fl. Ne-cooling or with an expensive one Refrigerator must be worked.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pumpensystem homer Saugleistung anzugeben, das es gestattet, einen Vakuu.rezipienten innerhalb kurzer Zeit auf ca. 1x10-7 Torr oder niedriger zu evakuieren, und zwar ohne Kohlenwasserstoffe im Restgas und ohne Verwendung tieferer Temperaturen als 77°K Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an Stelle einer handelsüblichen Kryopumpe eine bei 77 O'r arbeitende Cryo-Sorptionspumpe verwendet wird, der eine Ionen-Zerstäuberpumpe oder Titan-Verdampferpumpe zugeschaltet ist. The invention is based on the object of a pump system homer Specify suction power that allows a vacuum recipient within a short Time to evacuate to about 1x10-7 Torr or lower, with no hydrocarbons in the residual gas and without using temperatures lower than 77 ° K These The object is achieved in that instead of a commercially available Cryopump a cryo-sorption pump operating at 77 O'r is used, the one Ion atomizer pump or titanium evaporator pump is switched on.

Während bei herkömmlichen Kryopumpen die Aktivkohle im wesentlichen dazu dient, die Kondensationsfläche zu vergrößern, wird bei der Cryo-Sorptionspumpe die hohe Gasaufnahmefähigkelt von Adsorptionsmitteln, vorzugsweise Aktivkohle, zum Erniedrigen von Restgasdrucken ausgenutzt.While in conventional cryopumps the activated carbon is essentially serves to enlarge the condensation surface, is used in the cryo-sorption pump the high gas absorption capacity of adsorbents, preferably activated carbon, for Reduction of residual gas pressures exploited.

Untersuchungen des hdsorptionsvermögens von Aktivkohlen und Kohle-Sorptionslack bei 770K zeigten, daß der erreichbare Enddruck nach Ausheizen bei 100 0C etwa 10 6Torr beträgt, während er bei Erhöhung der Ausheiztemperatur auf 350°C bis unter 10 8Torr erniedrigt werden kann. Investigation of the absorption capacity of activated carbon and carbon sorption varnish at 770K showed that the achievable final pressure after heating at 100 ° C was about 10 6Torr, while it is below 10 8 Torr can be lowered.

Im Gegensatz dazu bringt die Kühlung der Aktivkohle bzw. In contrast, the cooling of the activated carbon or

des Kohle-Sorptionslackes von 77 0K auf 25 0K keine nennenswerte Verbesserung des Enddruckes. Erst bei Temperaturen zwischen 200 - 15 0K tritt infolge von Kondensation bzw. Adsorption des Neons und Wasserstoffs eine weitere Druckerniedrigung ein.of the carbon sorption varnish from 77 0K to 25 0K no significant improvement of the final pressure. Only at temperatures between 200 - 15 0K occurs as a result of condensation or adsorption of the neon and hydrogen a further decrease in pressure.

Läßt man zunächst einmal die Partialdrucke des Wasserstoffs und Neons außer acht, so zeigt sich, daß man mit einer bei ca. 350 0C aktivierten und auf 77 0K gekühlten Aktivkohle Restgasdrucke von 10-7 bis 10-9Torr erreichen kann, die mit den Sättigungsdampfdruckenüber Kühlflächen von 150 - 200K vergleichbar sind. Da Aktivkohlen Oberflächen von 1500 m²/g aufweisen können, ist es möglich, durch entsprechende Mengen von Aktivkohle bzw. Sorptionslack Cryo-Sorptionspumpen zu bauen, die hohes Saugvermögen und genügend hohe Lebensdauer besitzen, um in Produktionsanlagen eingesetzt werden zu können. Dabei läßt sich die Aktivität der Kohle um so länger erhalten, je besser das Vorvakuum in dem zu evakuierenden Behälter ist.Let us first leave the partial pressures of hydrogen and neon except for eight, it turns out that one is activated with an at approx. 350 ° C. and on 77 0K cooled activated carbon can reach residual gas pressures of 10-7 to 10-9 Torr, which are comparable with the saturation vapor pressures over cooling surfaces of 150 - 200K. Since activated carbons can have surface areas of 1500 m² / g, it is possible to pass through to build corresponding quantities of activated carbon or sorption lacquer cryo-sorption pumps, which have a high pumping speed and a long enough service life to be used in production plants can be used. The activity of the coal can be kept longer obtained, the better the pre-vacuum in the container to be evacuated.

Durch Ausheizen kann die Pumpe immer wieder aktiviert werden.The pump can be activated again and again by heating it out.

Bei den Cryo-Sorptionspumpen lassen sich leicht Kühlflächen von 2 bis 4 m2 realisieren, auf die Kohlemengen von 500 bis 1000 g aufgebracht werden können, was einer aktiven Oberfläche von 0.7x106 bis 1.5x106m2 entspricht. Aufgrund des dadurch bedingten hohen Saugvermögens von mehreren 1031/sec im Druck--6 bereich von 10 3 bis 10 Torr, eignen sich die Cryo-Sorptiorssp =en vorzüglich als Zusatz- bzw. Start-Pumpen für Ionen-Zerstäuberpumpen oder Titan-Verdampferpumpen, die ihr maximales Saugvermögen bei 10 6 bis 10 8Torr erreichen und bei einem Vorvakuumdruck von 10-3Torr noch nicht gestartet werden können.With the cryo-sorption pumps, cooling surfaces of 2 Realize up to 4 m2, on which coal amounts of 500 to 1000 g are applied can what an active surface from 0.7x106 to 1.5x106m2. Due to the resulting high pumping speed of several 1031 / sec when printing - 6 range from 10 3 to 10 Torr, the Cryo-Sorptiorssp = s are excellently suited as Additional or start pumps for ion atomizer pumps or titanium evaporator pumps, which reach their maximum pumping speed at 10 6 to 10 8 Torr and at a fore-vacuum pressure from 10-3Torr cannot be started yet.

Die Kombination Cryo-Sorptionspumpe /Ionen-Zerstäuberpumpe bzw. Titan-Verdampferpumpe eignet sich als UHV-Pumpenanordnung zur Erzeugung treibmittelfreier Restgasdrucke von 10 7 bis 10 10Torr. Insbesondere mit der Titan-VerdamDferpumpe kann ein mit der Refrigerator-Kryopumpe vergleichbares Saugvermögen für Wasserstoff erreicht werden. The combination cryo-sorption pump / ion atomizer pump or titanium evaporator pump is suitable as a UHV pump arrangement for generating propellant-free residual gas pressures from 10 7 to 10 10 torr. With the titanium evaporation pump in particular, a with A pumping speed for hydrogen comparable to that of the refrigerator cryopump is achieved will.

Im Gegensatz zu den Kryopumpen, wo die auf den Kondensator aufgeklebte Aktivkohle im wesentlichen zur Vergrößerung der Kaltfläche dient und nur auf ca. 800 bis 1000 C ohne Beschädigung des Systems ausgeheizt werden darf, ist für eine befriedigende Punktion der Cryo-Sorptionspumpe eine gute thermische Kopplung der Kohle an das Kühlsystem (77°K) und die Möglichkeit des Ausheizens des Sorptionsmittels bei 3000 bis 40000 unbedingt erforderlich. Zudem soll möglichst viel Sorptionsmittel auf die Kühlflächen aufgebracht werden. In contrast to the cryopumps, where the is glued to the capacitor Activated carbon is mainly used to enlarge the cold surface and is only used to approx. 800 to 1000 C may be baked out without damaging the system is for a satisfactory puncture of the cryo-sorption pump a good thermal coupling of the Coal to the cooling system (77 ° K) and the possibility of heating the sorbent absolutely necessary for 3000 to 40000. In addition, as much sorbent as possible should be used be applied to the cooling surfaces.

Alle diese Forderungen lassen sich am einfachsten durch Beschichten der Kühlflächen mit einem Kohle-Sorptionslack erfüllen (Pat.NTr.: P 2451 717.7). All of these requirements can most easily be met by coating fill the cooling surfaces with a carbon sorption varnish (Pat.NTr .: P 2451 717.7).

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei mit herkömmlichen Kryopumpen vergleichbarem Saugvermögen, Restgaszusammensetzung und Enddruck, die Kombination Cryo-Sorptionspumpe/Ionen-Zerstäuberpumpe bzw. The advantages achieved with the invention are in particular: that with a pumping speed comparable to that of conventional cryopumps, residual gas composition and final pressure, the combination cryo-sorption pump / ion atomizer pump or

Titan-Verdampferpumpe preisgünstiger ist, da auf den Refrigerator verzichtet werden kann. Bei Benutzung einer Ionen-Zerstäuberpumpe entfällt zudem die Vakuummeßanordnung, da diese Funktion vom Netzgerät übernommen wird. Aufgrund des günstigen Arbeitsdruckes von 10 .5 bis 10 9Torr kommt man n>it relativ schwach dimensioniertenNetzgerätenfür die Ionen-Zerstäuberpumpe bzw. Titan-Verdampferpumpe aus. Zudem erreichen diese Pumpen gerade in diesem Druckbereich ihr maximales Saugvermögen bei langer Lebensdauer. Die Anordnung ist weiterhin vibrationsfrei, geräuschlos und nicht störanfällig. Die Warmeentwicklung ist unbedeutend, da nur mit fl. N2 gearbeitet wird und der Stromverbrauch der Ionen-Zerstäuberpumpe vernachlässigbar ist. Auch im Falle des Titan-Verdampfers ist der Energieverbrauch aufgrund des guten Vakuums gering.Titanium evaporator pump is cheaper because it is on the refrigerator can be dispensed with. When using an ion atomizer pump, there is also no need the vacuum measuring arrangement, as this Function taken over by the power supply unit will. Due to the favorable working pressure of 10 .5 to 10 9 Torr, you get n> it relatively weakly dimensioned power supply units for the ion atomizer pump or titanium evaporator pump the end. In addition, these pumps achieve their maximum pumping speed in this pressure range with a long service life. The arrangement is still vibration-free, noiseless and not prone to failure. The heat development is insignificant, since only with liquid N2 is worked and the power consumption of the ion atomizer pump is negligible is. Also in the case of the titanium vaporizer, the energy consumption is due to the good Vacuum low.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß der Kohle-Sorptionslack bei Temperaturen von 300 bis 4000C d. h. unter UHV-Bedingungen ausgeheizt werden darf. Bei gleicher Ansaugöffnung ist außerdem das effektive Saugvermögen der Cryo-Sorptionspumpe höher als das der Refrigerator-Kryopumpe, weil kein Baffle benötigt wird. It is also advantageous that the carbon sorption varnish at temperatures from 300 to 4000C d. H. may be baked out under UHV conditions. With the same Suction opening, the effective pumping speed of the cryo-sorption pump is also higher than that of the refrigerator cryopump because no baffle is required.

Ein weiterer Vorteil ist schließlich, daß die Cryo-Sorptionspumpe in mehreren Varianten eingesetzt werden kann. Finally, another advantage is that the cryo-sorption pump can be used in several variants.

1. Cryo-Sorptionspumpe allein zum evakuieren von Rezipienten ohne zusätzlichen Wasserstoffanfall.1. Cryo-sorption pump alone for evacuating recipients without additional hydrogen build-up.

2. Cryo-Sorptionspumpe mit Ionen-Zerstäuberpumpe für Anlagen mit Wasserstoffanfall und niedrigem Enddruck.2. Cryo-sorption pump with ion atomizer pump for systems with hydrogen accumulation and low ultimate pressure.

3. Cryo-Sorptionspumpe mit zusätzlicher Titan-Verdampferpumpe oder Refrigeratorkühlung für sehr hohen Gasanfall, insbesondere Wasserstoff.3. Cryo-sorption pump with additional titanium evaporation pump or Refrigerator cooling for very high levels of gas, especially hydrogen.

Durch den Aufbau der Pumpe nach dem Baukastenprinzip ist ee möglich, wahlweise von einer Pumpenanordnung bei Bedarf auf eine andere umzurüsten. Due to the construction of the pump according to the modular principle, ee is possible, optionally converting from one pump arrangement to another if necessary.

Durch eine geeignete Konstruktion der fl. N2 Zuführungen ist es möglich, die Pumpe in jeder Lage einzubauen. With a suitable construction of the liquid N2 feed, it is possible to the pump can be installed in any position.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt und wird im folgenden naher erläutert.An embodiment of the invention is shown in Fig. 1 and is explained in more detail below.

Der äußere Pumpenkörper besteht aus einem zylindrischen Gefäß (4) aus VA-Stahl, das an den Stirnseiten mittels zweier Flansche (3) und (12) abgeschlossen ist. Zum Anschluß an eine Vakuumapparatur ist der obere Deckel (3) mit einer Bohrung (1) und mit Gewindestangen (2) versehen. Der untere Flanschdeckel (12) enthält eine Mittelbohrung (is) zum Anschluß einer Ionen-Zerstäuberpumpe (14) bzw. eines Titan-Verdampfers oder eines Refrigerators. Über eine Öffnung (13) kann eine Vorpumpe angeschlossen werden. Der eigentliche pumpenteil besteht aus einem mit Kohle-Sorptionslack beschichteten fl. N2 Vorratsgefäß (18) mit fl. l-T2-Zuführungen (17) und einer Heizpatrone (16). Die mit Kohle-Sorptionslack beschichteten Kupferplatten (7) sitzen auf vier mit dem fl. N2 Reservoir (18) verlöteten Kupferstäben (5), die eine gute Kühlung der Platten garantieren. Die Alstände der einzelnen Platten sind durch jeweils vier an die Platten gelötete Distanzringe (8) bestimmt ganze Plattensystem wird mit Hilfe von vier Schrauben (9) zasammengepreßt . Zur Reduzierung des fl. N2 Verbrauchs dient ein Strahlungsschild (5) und (19), das dzc Plattensystem umschieeßt. The outer pump body consists of a cylindrical vessel (4) made of VA steel, which is closed at the end by means of two flanges (3) and (12) is. The upper cover (3) has a hole for connection to a vacuum apparatus (1) and provided with threaded rods (2). The lower flange cover (12) contains a Central bore (is) for connecting an ion atomizer pump (14) or a titanium evaporator or a refrigerator. A backing pump can be connected via an opening (13) will. The actual pump part consists of a coated with carbon sorption varnish fl. N2 storage vessel (18) with fl. l-T2 inlets (17) and a heating cartridge (16). The copper plates (7) coated with carbon sorption lacquer sit on four with the fl. N2 reservoir (18) soldered copper rods (5), which ensure good cooling of the Plates guarantee. The alstands of the individual plates are four each Spacer rings (8) that are soldered to the plates are determined using the entire plate system pressed together by four screws (9). Serves to reduce the liquid N2 consumption a radiation shield (5) and (19) surrounding the dzc plate system.

Die in Pig. 2 abgebildete Ausführung eignet sich für den Einsatz eines Titan-Verdampfers (24) oder Refrigerators, der durch die Öffnung (45) an die Grundplatte (12) angeflanscht werden kann. Ein Teil der ('ryo-Sorptionsflächen ist derartig umgeformt, daß ein freier Raum (21) entsteht, der nach oben (2Q) und seitlich (25) (26) durch eine Art Baffle abgeschlossen ist. The one in Pig. 2 version shown is suitable for use a titanium evaporator (24) or refrigerator, which through the opening (45) to the Base plate (12) can be flanged. Part of the ('ryo sorption surfaces is shaped in such a way that a free space (21) is created, which is upward (2Q) and laterally (25) (26) is closed by a kind of baffle.

Sowohl für die Kondensatorfläche des Refrigerators als auch für den Titan-Verdampfer (24) ist diese optisch dichte Ausführung notwendig. Bei Benutzung eines Titan-Verdampfers (24) sind die den freien Raum begrenzend- TrLaltflächen (20) (22) (23) (25) und (26) nicht mit Kohffie-3orptionslack beschichtet, da sie als Auffänger für das verdampfende Titan dienen.Both for the capacitor area of the refrigerator and for the Titanium evaporator (24), this optically sealed design is necessary. When using of a titanium evaporator (24) are the surfaces delimiting the free space (20) (22) (23) (25) and (26) are not coated with Kohffie-3orptionslack because they serve as a catcher for the evaporating titanium.

Als ein Anwendungsbeispiel ist in Fig. 3 eine Aufdarnpfanlage dargestellt, deren Funktion im folgenden erläutert werden soll. As an application example, a steaming system is shown in FIG. 3, whose function will be explained below.

Bei geschlossenen Ventilen (29) und (39) und geöffneten Ventilen (32) und (34) wird zunächst über die Vorvakuumleitung (31) die Cryo-Sorptionspumpe (38) und die Ionen-Zerstäuberpumpe (37) evakuiert. Das Rückströmen von Öldämpfen aus der Vorpumpe (36) verhindert eine Koaxialfalle (35) oder eine fl. N2-E'ühlfalle (33), die ebenfalls mit Sorptionslack beschichtet ist. Nach Erreichen des Enddruckes werden sowohl die Kühlfalle (33) als auch die Cryo-Sorptionspumpe (38) mit fl. N2 abgekühlt. Dabei können die Ventile (32) und (34) geöffnet bleiben. Während des Abkuhlens der vorher auf 3500 G ausgeheizten Sorptionsfläche auf 770K erniedrigt sich der Druck im Pumpenkörper von anfangs 10 3Torr auf 10-7 bis 10 8Torr. Nach Beendigung des Abkühlprozesses kann die Ionen-Zerstäuberpumpe oder Titan-Verdampferpumpe dazugeschaltet werden. Das Pumpensystem ist jetzt betriebsbereit. With closed valves (29) and (39) and open valves (32) and (34), the cryo-sorption pump is first activated via the fore-vacuum line (31) (38) and the ion atomizer pump (37) evacuated. The backflow of oil vapors A coaxial trap (35) or a liquid N2 trap from the backing pump (36) prevents it (33), which is also coated with sorbent varnish. After reaching the final pressure both the cold trap (33) and the cryo-sorption pump (38) are filled with fl. N2 cooled down. The valves (32) and (34) can remain open. During the Cooling of the sorption surface previously heated to 3500 G decreased to 770K the pressure in the pump body increases from initially 10 3 Torr to 10-7 to 10 8 Torr. To The ion atomizer pump or titanium evaporator pump can end the cooling process be switched on. The pump system is now ready for operation.

Zum Evakuieren des Rezipienten (27) wird zunächst bei geschlossenen Ventilen (32) und (34) und geöffnetem Ventil (29) ein Vorvakuum von ca. 10 3Torr erzeugt, das an der Meßzelle (30) kontrolliert werden kann. Jetzt wird Ventil (29) geschlossen und das Hochvakuumventil (39) geöffnet. Der Druck sinkt dabei schlagartig im Rezipienten (27) auf ca. 1x10 6 bis 5x10 7Torr und erniedrigt sich weiter auf Werte von 10 -7 bis 10 9Torr, je nach Beschaffenheit des Rezipienten und Saugvermögen der Ionen-Zerstäuberpumpe bzw. der Titan-Verdampferpumpe. To evacuate the recipient (27) is initially closed Valves (32) and (34) and open valve (29) a fore vacuum of approx. 10 3 Torr generated, which can be checked on the measuring cell (30). Now valve (29) closed and the high vacuum valve (39) opened. The pressure drops suddenly in the recipient (27) to approx. 1x10 6 to 5x10 7 Torr and decreases further Values from 10 -7 to 10 9 torr, depending on the nature of the recipient and the pumping speed the ion atomizer pump or the titanium evaporator pump.

Claims (9)

PatentansprücheClaims 1. Hochvakuum-Pumpensystem d a d u r c h gek e n n -z e i c h n e t , daß durch Ausnutzen des Cryo-Sorptionseffektes von aktivierten Adsorptionsmitteln, vorzugsweise von Aktivkohlen, die auf Kühlflächen aufgebracht und auf 770 gekühlt werden, der Restgasdruck in vorevakuierten Behältern völlig ölfrei auf 10 6 bis 10 8Torr erniedrigt werden kann, und daß durch Zuschalten einer Vorpumpe über eine fl. N2 Kühlfalle auch Wasserstoff gepumpt werden kann, und daß insbesondere durch eine zusätzliche Ionen-Zerstäuberpumpe oder Titan-Verdampferpumpe auch bei hohem Wasserstoffanfall Enddrucke unter 10 9Torr erreichbar sind.1. High-vacuum pump system d u n g e n g e n e n a l a l t that by using the cryo-sorption effect of activated adsorbents, preferably of activated carbons, which are applied to cooling surfaces and cooled to 770 be, the residual gas pressure in pre-evacuated containers completely oil-free to 10 6 to 10 8 Torr can be reduced, and that by connecting a backing pump via a fl. N2 cold trap also hydrogen can be pumped, and that in particular through an additional ion atomizer pump or titanium atomizer pump even at high temperatures Hydrogen accumulation final pressures below 10 9 torr can be achieved. 2. Hochvakuum-Pumpensystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Erzielung eines hohen Saugvermögens Aktivkohle in Porm von Körnchen mit einem geeigneten Bindemittel, vorzugsweise Nitrozellulose oder Wasserglas, wenn nötig nach Zusetzen von Kupferpulver, auf die Kühlflächen, vorzugsweise Kupfer- oder Aluminiumbleche, aufgeklebt und durch Ausheizen bei ca. 3000C aktiviert wird. 2. High vacuum pump system according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i h n e t that to achieve a high pumping speed activated carbon in Porm of granules with a suitable binder, preferably nitrocellulose or water glass, if necessary after adding copper powder, on the cooling surfaces, preferably copper or aluminum sheets, glued on and baked at approx. 3000C is activated. 3. Hochvakuum-Pumpensystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kühlflächen, vorzugsweise Eupfer- oder Aluminiumbleche, mit einem Cryo-Sorptionslack, vorzugsweise mit einem Aktivkohle-Sorptionslack, beschichtet werden. 3. High vacuum pump system according to claim 1, d a d u r c h g e k e It is not noted that the cooling surfaces, preferably Eupfer or aluminum sheets, coated with a cryo-sorption lacquer, preferably with an activated carbon sorption lacquer will. 4. Hochvakuum-Pumpensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß je nach Verwendungszweck die Cryo-Sorptionspumpe mit Adsorberpumpen bzw. Vorpumpen und Ionen-Zerstäuberpumpen, Titan-Verdampferpumpen, Turbomolekularpumpen oder einem Refrigerator kombiniert werden kann und eine rasche Druckerniedrigung eines angeschlossenen Behälters ermöglicht. 4. High vacuum pump system according to one of the preceding claims, D u r c h e k e k e n n n z e i c h n e t that the cryo-sorption pump is used, depending on the intended use with adsorber pumps or backing pumps and ion atomizer pumps, titanium evaporator pumps, Turbomolecular pumps or a refrigerator can be combined and a rapid Enables lowering the pressure of a connected container. 5. Hochvakuum-Pumpensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß sich die Cryo-Sorptionsflächen (7) in einem einseitig geschlossenen zylinderförmigen Gefäß (4) aus einem geeigneten Material, vorzugsweise VA-Stahl befinden, dessen Stirnseiten (3) und (12) Öffnungen (i) (13) (15) zum Anschluß eines Rezipienten, eines Vorvakuumsystems und einer Ionen-Zerstäuberpumpe bzw. eines Refrigerators oder Titan-Verdampfers aufweisen.5. High vacuum pump system according to one of the preceding claims, d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the cryo-sorption surfaces (7) in a cylindrical vessel (4) closed on one side from a suitable one Material, preferably VA steel, whose end faces (3) and (12) have openings (i) (13) (15) for connecting a recipient, a fore-vacuum system and an ion atomizer pump or a refrigerator or titanium evaporator. 6. Hochvakuum-Pumpensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t daß die Cryo-Sorptionsflächen (7) nach dem Baukastenprinzip auf vier Kupferstangen (5) aufgesteckt und durch angelötete Distanzringe (8) voneinander getrennt sind, und daß durch vier Schrauben (9) diese Platten zusammen mit dem Strahlungsschild (6) und (19) lösbar aneinandergepreßt sina, und daß weiterhin die Kupferstangen (5) mit dem fl. N2 Vorratsgefäß (18) verlötet sind, und daß letzteres Öffnungen zur fl. N2 Zufuhr (17) und für eine Heizpatrone (16) aufweist.6. High vacuum pump system according to one of the preceding claims, d a d u r c h e k e n n z e 1 c h n e t that the cryo-sorption surfaces (7) according to The modular principle is attached to four copper rods (5) and soldered through Spacer rings (8) are separated from each other, and that by four screws (9) these Plates releasably pressed together with the radiation shield (6) and (19) sina, and that the copper rods (5) are still soldered to the liquid N2 storage vessel (18) and that the latter have openings for the fluid N2 supply (17) and for a heating cartridge (16). 7. Hochvakuum-Pumpensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß durch Herausnehmen eines Teils oder aller Cryo-Sorptionsplatten und durch Ersetzen der Ionen-Zerstäuberpunpe (14) durch einen Refrigerator mit aufgesetzten Kondensatorplatten die Cryo-Sorptionspumpe in eine Refrigerator-Kryopumpe umgebaut werden kann, und daß insbesondere in diesem Fall ein einfaches Baffle dadurch hergestellt werden kann, daß auf dem Kupfergestänge (5) abgewinkelte mit Sorptionslack beschichtete Metallplatten (20) (25) und (26) aufgereiht werden, die ebenfalls durch Distanzringe voneinander getrennt sind.7. High vacuum pump system according to one of the preceding claims, d u r c h e k e nn n n z e i c h n e t that by removing a part or of all cryo-sorption plates and by replacing the ion atomizer pump (14) with a refrigerator with attached capacitor plates, the cryo-sorption pump in a refrigerator cryopump can be converted, and that in particular in this Case a simple baffle can be made that on the copper rod (5) angled metal plates coated with sorption lacquer (20) (25) and (26) are lined up, which are also separated from each other by spacer rings. 8. Hochvakuum-Pumpensystem nach Anspruch 7 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß anstelle des Refrigerators ein Titan-Verdampfer (24) angeflanscht werden kann, und daß zur Aufnahme des verdampfenden Titans die nächstliegenden Metallflächen (20) (22) (23) (25) und (26) nicht mit Kohle-Sorptionslack beschichtet sind.8. High vacuum pump system according to claim 7 or one of the preceding Claims, d u r c h e k e n n -z e i c h n e t, that instead of the refrigerator a Titanium evaporator (24) can be flange-mounted, and that for Absorption of the evaporating titanium the closest metal surfaces (20) (22) (23) (25) and (26) are not coated with carbon sorption varnish. 9. Hochvakuum-Pumpensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t daß sich der die Cryo-Sorptionsflächen enthaltende Teil vorzüglich dazu eignet, als Zusatz zu Ionen-Zerstäuberpumpen oder Titan-Verdampferpumpen den für diese Pumpen erforderlichen Startdruck von 10 4 bis 10 5Torr sehr schnell zu erreichen.9. High vacuum pump system according to one of the preceding claims, d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t that the cryo-sorption surfaces The part containing it is particularly suitable as an additive to ion atomizer pumps or Titanium evaporator pumps provide the required starting pressure of 10 4 to for these pumps 10 5 Torr can be reached very quickly. 3eze ichnungen 1 Ansaugöffnung 2 Gewindebolzen 3 Frontplatte 4 Zylindergefäß 5 Kühlgestänge 6 Strahlungsschild 7 Cryo-Sorptionsflächen 8 Distanzhülsen 9 Feststellschraube 10 Flansch 11 O-Ring oder Metalldichtung 12 Flanschdeckel 13 Vorvakuumanschluß 14 Ionen-Zerstäuberpumpe 15 -Ansaugöffnung 16 Heizpatrone 17 Nachfüllvorrichtung für fl. N2 18 fl. N2 Reservoir 19 Strahlungsschild 20 gebogene Kühlbleche (Baffle u. Titanauffänger) 21 freier Raum 22 inneres Kühlblech (Titanauffänger) 23 inneres Kühlblech (Titanauffänger) 24 Titan-Verdampfer 25 gebogenes Kühlblech (Baffle und Titanauffänger) 26 gebogenes Kühlblech (Baffle und Titanauffänger) 27 Rezipient 28 Grundplatte 29 Ventil 30 Vorvakuummeßzelle 31 Vorvakuumleitung 32 Ventil 33 Kühlfalle 34 Ventil 35 Koaxialfalle 36 Vorpumpe 37 Ionen-Zerstäuberpumpe 38 Cryo-Sorptionspumpe 39 Hochvakuumventil L e e r s e i t e 3 signs 1 suction opening 2 threaded bolts 3 front plate 4 cylinder vessel 5 cooling rods 6 radiation shield 7 cryo-sorption surfaces 8 spacer sleeves 9 locking screw 10 Flange 11 O-ring or metal seal 12 Flange cover 13 Pre-vacuum connection 14 Ion atomizer pump 15 -suction opening 16 heating cartridge 17 refill device for fl. N2 18 fl. N2 reservoir 19 radiation shield 20 curved cooling plates (baffle u. Titanium catcher) 21 blank 22 inner cooling plate (titanium catcher) 23 inner Cooling plate (titanium catcher) 24 titanium evaporator 25 curved cooling plate (baffle and Titanium catcher) 26 curved cooling plate (baffle and titanium catcher) 27 recipient 28 Base plate 29 Valve 30 Pre-vacuum measuring cell 31 Pre-vacuum line 32 Valve 33 Cold trap 34 Valve 35 Coaxial trap 36 Backing pump 37 Ion nebulizer pump 38 Cryo-sorption pump 39 High vacuum valve L e r s e i t e
DE19752536005 1974-10-31 1975-08-13 Cryogenic type high vacuum pump - UTILISES ABSORPTION PROPERTIES OF ACTIVATED CHARCOAL AND WORKS WITH MODERATE TEMPERATURE Pending DE2536005A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752536005 DE2536005A1 (en) 1975-08-13 1975-08-13 Cryogenic type high vacuum pump - UTILISES ABSORPTION PROPERTIES OF ACTIVATED CHARCOAL AND WORKS WITH MODERATE TEMPERATURE
US05/627,398 US4089185A (en) 1974-10-31 1975-10-30 High vacuum pump system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752536005 DE2536005A1 (en) 1975-08-13 1975-08-13 Cryogenic type high vacuum pump - UTILISES ABSORPTION PROPERTIES OF ACTIVATED CHARCOAL AND WORKS WITH MODERATE TEMPERATURE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2536005A1 true DE2536005A1 (en) 1977-02-24

Family

ID=5953849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752536005 Pending DE2536005A1 (en) 1974-10-31 1975-08-13 Cryogenic type high vacuum pump - UTILISES ABSORPTION PROPERTIES OF ACTIVATED CHARCOAL AND WORKS WITH MODERATE TEMPERATURE

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2536005A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2830943A1 (en) * 1978-07-14 1980-01-24 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Absorption high-vacuum pump - has absorption surfaces cooled by refrigerator units only, thus avoiding handling of liquefied gases
EP0053784A1 (en) * 1980-12-10 1982-06-16 Leybold-Heraeus GmbH Refrigerator-cryostat
FR2572794A1 (en) * 1984-11-06 1986-05-09 Commissariat Energie Atomique Method for increasing the absorption capacity of a cryopumping pump and associated cryopumping pump
DE4006755A1 (en) * 1990-03-03 1991-09-05 Leybold Ag Two-stage cryopump

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2830943A1 (en) * 1978-07-14 1980-01-24 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Absorption high-vacuum pump - has absorption surfaces cooled by refrigerator units only, thus avoiding handling of liquefied gases
EP0053784A1 (en) * 1980-12-10 1982-06-16 Leybold-Heraeus GmbH Refrigerator-cryostat
FR2572794A1 (en) * 1984-11-06 1986-05-09 Commissariat Energie Atomique Method for increasing the absorption capacity of a cryopumping pump and associated cryopumping pump
DE4006755A1 (en) * 1990-03-03 1991-09-05 Leybold Ag Two-stage cryopump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1751051C3 (en) Cryostat with a vacuum chamber
DE68907565T2 (en) Device with high vacuum chamber.
DE1628440A1 (en) Method for rapidly reducing the pressure of a gas mixture within a chamber and vacuum system for carrying out this method
WO1993005294A1 (en) Cryogenic pump
WO2006034748A1 (en) Method and device for compressing a gaseous medium
DE19781645B4 (en) Cleaning and coarse or pre-vacuum cryopump regeneration method, cryopump and control device
EP0053784B1 (en) Refrigerator-cryostat
DE1501291A1 (en) Device for refilling a helium bath at temperatures below the? Point and operating procedures for this
DE2536005A1 (en) Cryogenic type high vacuum pump - UTILISES ABSORPTION PROPERTIES OF ACTIVATED CHARCOAL AND WORKS WITH MODERATE TEMPERATURE
DE3330146A1 (en) DEVICE AND METHOD FOR THE QUICK REGENERATION OF AUTONOMOUS CRYOPUMPS
EP3071832A1 (en) Piston compressor and method for compressing a cryogenic gaseous medium, in particular hydrogen
EP0394452A1 (en) Cryogenic adsorption pump
EP0468197B1 (en) Method and apparatus for condensing a vapour or a gaseous fluid
DE2455712A1 (en) Cryogenic adsorption vacuum pump - has metal plates with adsorbent lacquer within insulated casing shielded from radiation
DE3232324A1 (en) REFRIGERATOR-OPERATED CRYOP PUMP
DE3635941C2 (en)
DE2229655C3 (en) Cryosorption pump
EP0193795A2 (en) Introductory process for an adsorbing material
EP2567161B1 (en) Negative-pressure tank
EP0347367A2 (en) Process for producing a vacuum
DE4336035A1 (en) Process for operating a cryopump and vacuum pump system with cryopump and backing pump
DE102004005415B3 (en) Cryogenic vacuum pump for generating high vacuum, especially within a vacuum chamber, comprises an additional cooling device that is spatially assigned and thermally connected to a cooling stage
DE102004001805B3 (en) A method for cooling items in a vacuum has two chambers attached to the cooling chamber containing refrigeration condensers and getters and which can be isolated
DD157013A1 (en) DEVICE FOR INTRODUCING ACTIVATED SUPPLEMENT IN VACUUM TANK
EP3204644B1 (en) Device for improving the vacuum in the housing of a machine

Legal Events

Date Code Title Description
OHN Withdrawal