EP0363497A1 - Cryogenic adsorption pump - Google Patents

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Publication number
EP0363497A1
EP0363497A1 EP89903491A EP89903491A EP0363497A1 EP 0363497 A1 EP0363497 A1 EP 0363497A1 EP 89903491 A EP89903491 A EP 89903491A EP 89903491 A EP89903491 A EP 89903491A EP 0363497 A1 EP0363497 A1 EP 0363497A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vessel
pump
housing
radiation shield
pumping element
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.)
Withdrawn
Application number
EP89903491A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0363497A4 (en
Inventor
Marxen Petrovich Larin
Maxim Leonidovich Alexandrov
Valery Ivanovich Nikolaev
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.)
NAUCHNO-TEKHNICHESKOE OBIEDINENIE AKADEMII NAUK SSSR
Original Assignee
NAUCHNO-TEKHNICHESKOE OBIEDINENIE AKADEMII NAUK SSSR
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 NAUCHNO-TEKHNICHESKOE OBIEDINENIE AKADEMII NAUK SSSR filed Critical NAUCHNO-TEKHNICHESKOE OBIEDINENIE AKADEMII NAUK SSSR
Publication of EP0363497A1 publication Critical patent/EP0363497A1/en
Publication of EP0363497A4 publication Critical patent/EP0363497A4/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
    • F04B37/08—Pumps 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00—Pumps
    • Y10S417/901—Cryogenic pumps

Definitions

  • the invention relates to vacuum technology and in particular to cryogenic adsorption pumps and can be used to generate an ultra-pure oil-free vacuum in a pressure range of 10 2 to 10 -7 Pa when evacuating any, including aggressive gases, helium, in chambers of various purposes with a volume of 0.01 m 3 can be used up to several hundreds of cubic meters.
  • a cryogenic adsorption pump with a pumping element is known (SU, A, 1333833), which consists of an annular vessel with liquid nitrogen, a porous screen which is arranged coaxially with the vessel in a space which is enclosed by the inner side surface of the vessel and an adsorbent, which is housed in a gap between the inner side surface of the vessel and the porous screen.
  • a disadvantage of this pump is that, at the liquid nitrogen temperature, the adsorbent has a low sorption capacity at low (below 10 -3 to 10 -4 Pa) equilibrium pressures of the adsorbed gases. This is why this pump cannot achieve any limit pressures below 10- 3 Pa even after a brief exposure to the leg.
  • the adsorbent is cooled by solid nitrogen up to temperatures of 55 to 50 K.
  • the heating of nitrogen causes after its vapors have been evacuated. Operation of the pump is made more difficult by the fact that one often has to fill the vessel with liquid nitrogen and repeatedly pump out its vapors.
  • a cryogenic adsorption pump is also known. (Zhurnal tekhnicheskoj fiziki, volume 28, issue 10, 1988, October, Nauka (Leningrad branch), MPLarin "Kondensatsionno-adsorbtsionnaya und sorbtsionnaya otkachka pri Temperaturakh twerdogo azota", p.2026 to 2039), with a housing with a cover that one is provided to be evacuated volume with a inlet connection for connection, and the housing is accommodated a pump-out element and a cooled radiation shield of the pump-out umschli - eat.
  • the pumping element is designed as an annular cryogenic agent vessel, to the bottom of which a disk-shaped heat conductor is welded, and as heat-conducting frames and frame-porous screens, which are arranged coaxially to the vessel and are attached to the disk-shaped heat conductor. Cavities between the heat-conducting frames and the frame-porous screens adjacent to them are filled with adsorbent, and cavities between adjacent frame-porous screens are connected to the inlet connection of the pump.
  • the radiation umbrella contains a toroidal cryogenic agent vessel which is arranged under the vessel of the pumping element, a frame which is arranged coaxially with the pumping element and an arrow screen which is arranged between the pumping element and the inlet connection.
  • the lower end of the frame of the radiation shield is attached to the vessel of the radiation shield in an airtight manner and in its upper part the frame has a lid which is connected to the inlet connector via a corrugated tube-like thermal bridge.
  • In the housing there is a nozzle for evacuating a space between the housing and the radiation shield.
  • the pump also contains a thin-walled tube, which is arranged in a space delimited by inner walls of the vessel of the radiation shield and is airtightly attached to the lid of this vessel at the upper end and to the bottom of the housing at the lower end.
  • the tube cross-section is bridged by an arrow screen, which has thermal contact with the vessel of the radiation screen.
  • the vessel of the radiation shield When operating the pump, the vessel of the radiation shield is filled with liquid nitrogen and the vessel of the pumping element with solid nitrogen, i.e. filled with a cryogen at a lower temperature.
  • the radiation screen cooled down to a temperature of 77.4 K by liquid nitrogen sets.
  • a heat supply by radiation from the housing into the pumping element is considerably reduced, thanks to which nitrogen in the solid state can be held for a longer, dozen times longer than in the pump described above when the adsorbent is cooled by solid nitrogen.
  • a space between the thin-walled tube, an inner wall of the vessel of the radiation shield, the bottom of this vessel, its outer wall, the frame of the radiation shield and the pump housing forms the so-called protective vacuum space.
  • a pressure of less than 10 -4 Pa is set in this room, as a result of which the heat input from residual gases from the housing into the radiation shield is greatly reduced.
  • the invention has for its object to provide a cryogenic adsorption pump, wherein at inlet pressures above 10 -2 Pa no noticeable heat exchange through the gases to be evacuated between the pumping element, which is cooled by a cryogen with a lower temperature, and the radiation shield, the is cooled by a cryogen at a higher temperature, which increases the operating efficiency of the pump at these pressures, as well as a reduced cryogen consumption for cooling the pumping element and a reduction in the amount of work required to maintain the pump in the operating state.
  • This task is based on a cryogenic adsorption pump with a housing with an inlet connection and the pumping element arranged in the housing, containing an adsorbent and a vessel for cryogenic agents with a lower temperature, a radiation shield which encloses the pumping element and a toroidal vessel for cryogenic agents with one higher temperature and a frame, which is connected at the lower end to this vessel and at the upper end to the housing, and a thin-walled tube, which is arranged in a space delimited by the inner wall of the radiation shield and at the lower end airtight with the housing bottom .
  • a thermal bridge which is arranged between the frame of the radiation shield and the pumping element and at the upper end. the upper part of the frame is connected over its entire circumference and at the lower end to the vessel of the pumping element over its entire circumference, the upper tube end being airtightly connected to the vessel of the pumping element.
  • the frame of the radiation shield has openings which connect a space between the housing and the "radiation shield” with a space between the radiation shield and the thermal bridge.
  • the pump additionally contains a toroidal vessel which is arranged in the interior of the vessel of the radiation shield and has two connecting pieces which are led out of the housing in an airtight manner.
  • this vessel the working chamber can be temporarily evacuated with the help of a conventional backing pump without the risk that the volume to be evacuated will be contaminated by oil vapors from this backing pump.
  • this additional vessel plays the role of a stiocarbon, which is built into the cryogenic center vessel of the radiation shield.
  • the pump may include two emergency valves connected to the inlet port, the first of which communicates with the outside air and the second communicates with a space between the housing and the radiation shield.
  • valves increase the operational reliability of the pump by protecting the thin-walled thermal bridge from destruction in the event of an accident.
  • the cryogenic adsorption pump has a housing (FIG. 1) with a cover 2, which is provided with an inlet connection 3.
  • a pump-out element is arranged in the housing 1, containing a toroidal cryogen container 4, on the cover 5 of which coaxially arranged heat-conducting frames 6, 7 and 8 and frame-porous screens 9 are welded.
  • the outer heat-conducting frame 6 and the inner heat-conducting frame 8 are made of dense sheet metal and the other heat-conducting frames 7 are perforated. As a material for the frames 9, for example. porous copper can be used.
  • the outer porous screen 9 is on the inside of the heat-conducting frame 6, the inner porous screen is on the outside of the heat-conducting frame 8 and the other porous screens 9 are arranged on both sides of the perforated heat conductor 7.
  • Annular spaces ' 10 between the heat-conducting frames 6, 7 and 8 and the adjacent porous screens 9 are with an adsorbent. eg activated carbon filled.
  • a perforation in heat conductors 7, which are surrounded by adsorbents from the two sides, is carried out to accelerate the process of balancing the equilibrium pressure of the gases over the adsorbent.
  • the rooms 10 are covered by rings 11 from above.
  • Annular spaces 12 between adjacent porous screens 9 serve for the passage of the evacuated gases.
  • tubes 13 (Fig. 2, 3) are welded airtight, which are connected to its space.
  • the upper ends of these tubes 13 are led out of the housing 1 and fastened in the cover 2 via connecting pieces 14.
  • the tubes 13 are used for filling cryogen into the vessel 4 and for evacuating the cryogen vapors in order to lower the cryogen temperature in the vessel 4.
  • the pump-off element is enclosed by a radiation shield to reduce heat input from the housing.1.
  • the radiation shield contains a toroidal vessel 15 (FIGS. 1, 3) for cryogen with a temperature above that of the cryogen in the vessel 4 of the pumping element, a frame 16 and an arrow screen 17.
  • the vessel 15 is arranged under the vessel 4 of the pumping element and the Frame 16 is attached to the vessel 15 airtight at the lower end.
  • Two tubes 18 and 19 (FIG. 1) are inserted into the vessel 15 of the radiation shield, of which the tube 18 is used to fill the vessel 15 with cryogen and the tube 19 is used to evacuate the cryogen vapors.
  • the frame 16 has a cover 20 which is attached to the inlet connection 3 via a corrugated tube-like thermal bridge 21.
  • Sockets 22 are welded to the cover 20, the upper ends of which are welded to the tubes 13 and the sockets 14 in a vacuum-tight manner.
  • the arrow screen 17 is arranged between the pumping element and the inlet connection 3 and is fastened to the upper part of the frame 16 with good thermal contact.
  • An additional screen 23 is arranged between the housing 1 ' and the radiation screen, which screen is intended to reduce the supply of heat by radiation from the housing 1 into the radiation screen.
  • the pump contains a vacuum-tight thermal bridge 24, which is designed as a thin-walled frame and is arranged between the frame 16 of the radiation shield and the pumping element. At the upper end, the thermal bridge 24 is connected to the upper part of the frame 16 over its entire circumference and at the lower end to the vessel 4 of the pumping element also over its entire circumference.
  • the thermal bridge 24 is made of a thin stainless steel strip with a thickness of about 0.15 to 0.2 mm, so that its cross-sectional area is as small as possible, and with many beads to increase its actual length. This design of the thermal bridge 24 ensures a reduction in the supply of heat by thermal conductivity from the frame 16 of the radiation shield into the pumping element.
  • the pump also contains a thin-walled tube 25 which runs in a space between the inner walls of the vessels 4 and 15.
  • the upper end of the tube 25 is connected to the lid 5 of the vessel 4 and the lower end of a corrugated pipe 26 having a flange 27 hermetically, which is welded to the bottom 28 of the overall äuses h. 1
  • an arrow screen 29 Arranged in the lower part of the tube 25 is an arrow screen 29, which is connected to the bottom of the vessel 15 via a ring 30 with good thermal contact.
  • a connection with a valve 34 (FIG. 2), which is arranged on the cover 2 of the housing, is used to connect a backing pump to the protective vacuum chamber 31.
  • the spaces 31 and 36 are connected to one another via openings 37 which are embodied in the frame 16.
  • the openings 37 present in the frame 16 are not a mandatory condition for the implementation of the invention. If none of these openings are present, the construction of the pump according to the invention and its preparation for operation are made to a certain extent more complicated, because in this case the housing 1 is equipped with an additional stopper for evacuating the To provide room 36 between the thermal bridge 24 and the radiation shield, and in this room an element with adsorbent to maintain a required vacuum in this room has to be installed.
  • the interconnected spaces 31 and 36 can be evacuated simultaneously via a nozzle with the valve 34 (FIG. 2) and adsorbent, which is located in the annular recess 3S. (Fig.1) the frame 16 is located, ensures a required vacuum in both room 31 and in room 46.
  • a toroidal vessel 38 Arranged in the interior of the vessel 15 of the radiation shield is a toroidal vessel 38, which has nozzles 39 (FIG. 3) which are connected in an airtight manner to corrugated tubes 40, which in turn are connected to the bottom 28 of the pump housing via nozzles with attachable flanges.
  • This vessel 38 performs the functions of a nitrogen avalanche when the working chamber is pre-evacuated. With the help of a backing pump and prevents oil from entering this pump into the volume to be evacuated.
  • one of these attachable flanges is connected via a valve to a mechanical backing pump and the other also via a valve to the chamber to be evacuated.
  • connection 41 In the walls of the inlet connection 3 there are connections 41 (FIGS. 1, 2), 42 and 43.
  • An emergency valve 44 is connected to one of the connectors 41, which connects the pump chamber to the outside air
  • an emergency valve 45 is connected to the other connector 41, which connects the pump chamber to the protective vacuum chamber 31 via a connector 46.
  • the connecting piece 42 is intended for connecting pressure transmitters for measuring a fore and a high vacuum
  • the connecting piece 43 is intended for connecting a fore vacuum pump via a valve when the working chamber is evacuated.
  • the emergency valves 44 and 45 prevent destruction of the thermal bridge 24 (Fig. 1, 3) in emergency situations, which has a relatively large diameter and a small wall thickness and is therefore one of the most endangered pump elements in terms of mechanical strength.
  • disks 47 (FIG. 1) and 48 with openings 49 and 50 are arranged along its vertical axis, and the arrow screens 17 and 29 have openings 51 and 52 for inserting a transport rod, which are connected to the opening by means of a threaded connection 50 of the disc 48 and in the discs 53, 54 is attached.
  • the inlet connection 3 and the flange 27 are closed by blind flanges 55 and 56, respectively
  • All surfaces of the pump elements facing the space to be evacuated have a two-layer coating of a dense aluminum layer with a thickness of not less than 1 ⁇ m and an aluminum oxide layer with a thickness of 2 to 20 nm.
  • the arrow screens 17 and 29 have coatings with a thickness not less than 200 ⁇ m with a degree of blackening not less than 0.99 in a wavelength range from 2 to 200 ⁇ m.
  • the pump according to the invention works as follows.
  • a mechanical backing pump is connected to the connecting pieces 43 (FIG. 2) and 34 and the pump chamber and the protective vacuum chambers 31 (FIG. 1) and 36 are evacuated at the same time. Said rooms are to be evacuated at the same time with the purpose that a pressure difference in the pump room and in the protective vacuum rooms 31 and 36 is not higher than 2.10 4 Pa and that there is no destruction of the thermal bridge 24 or membrane breakthrough in the valves 44 and 45 can.
  • the evacuation is interrupted and a cryogen, for example liquid nitrogen, is poured into the vessel 15 of the radiation shield via the tube 18.
  • a cryogen for example liquid nitrogen
  • adsorbent is also cooled, which is in the annular Recess 32 of the frame 16 is located. This causes a pressure reduction in the protective vacuum spaces 31 and 36 up to 10 -4 Pa and a strong reduction in heat exchange by residual gases between the housing 1 and the radiation shield and between the latter and the pumping element.
  • the working chamber is separated from the pump by the closure, it is connected via a valve (not shown) to one of the attachable flanges connected to the corrugated tube 40 (FIG. 3), and the second attachable flange is closed also via a valve to the mechanical backing pump and evacuates the chamber via the vessel '3 8 to a pressure of approx. 1 Pa.
  • the vessel 38 acts as a nitrogen all for oil vapors of the fore-vacuum pump and prevents it from entering the volume to be evacuated. This ends the process of pre-evacuating the work chamber.
  • a cryogen with a lower temperature than that of the cryogen in vessel 15 of the radiation screen e.g. Liquid hydrogen or helium or the same cryogen.
  • the temperature of the cryogen in the vessel 5 is reduced by evacuating its vapors via the pipe 13 with the help of the forevacuum pump.
  • the nitrogen temperature in the vessel 5 is reduced to 55 K after two hours of their work and after a further four hours of evacuation to 50 K and below.
  • the liquid nitrogen hardens at a temperature of 63 K.
  • adsorbent Simultaneously with the vessel 5 is cooled via the heat conductors 6, 7 and 8 adsorbent, which is located in the annular spaces 10 of the pumping element.
  • Adsorbent swallows the gases coming out of the working chamber and ensures a limit pressure of 10 -7 Pa and below.
  • the sorption capacity of an adsorbent increases by several orders of magnitude in comparison with its sorption capacity at the temperature of the Liquid Stiokstoffes (77.4 K) or the equilibrium pressure is reduced by several orders of magnitude after adsorption of one and the same amount of gas.
  • the pump is ready for operation and a high vacuum evacuation of the working chamber can be carried out by opening the closure which connects it to the pump.
  • the non-adsorbable gases such as helium and neon are removed with the help of an ion atomizing pump; which is connected to the flange 27.
  • valves 44 (FIG. 2) and 45 are provided. If the pressure in the pump room exceeds the pressure in the protective vacuum rooms 31 (Fig. 1) and 36 ⁇ m, for example 2.10 4 Pa, the valve 45 (Fig. 2) responds and the pressure in these rooms is equalized. The valve 44 responds as soon as the pressure in the pump chamber also exceeds the atmospheric pressure by 2.10 4 Pa, and connects the pump chamber to the outside air.
  • the thermal bridge 24 (FIG. 1), which is arranged between the pumping element and the frame 16 of the radiation shield, is the source of a certain heat supply into the pumping element due to its thermal conductivity, it enables the pumping element to be protected by a protective vacuum from the side of the frame 16 of the Radiation screen and surround from the side of the lid 35 of its vessel 15. Therefore, the heat supply caused by heat exchange with residual gases at working pressures above 10-2 Pa is excluded from the radiation shield into the pumping element and the total heat supply into the pumping element is reduced accordingly.
  • the working time of a pumping element is 300 hours until a required refilling with liquid nitrogen and 50 hours at an inlet pressure of 1 Pa.
  • the invention can be used for evacuating plants for vapor deposition and plasma-chemical plants, for example in the electronics industry, and for producing an ultra-pure oil-free vacuum in a pressure range from 10 2 to 10 -7 Pa when solving several tasks in vacuum technology.

Landscapes

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Abstract

La pompe d'adsorption cryogénique décrite comprend un élément d'aspiration avec un réservoir (4) pour l'agent cryogénique de température inférieure, un écran absorbant le rayonnement qui renferme l'élément d'aspiration, un tube (25) et un pont thermique (24). L'écran absorbant le rayonnement comprend un réservoir (15) pour l'agent cryogénique de température supérieure, une enveloppe (16) reliée par son extrémité supérieure au réservoir (15) et par son extrémité inférieure au réservoir (4) de l'élément d'aspiration. Le tube (25) traverse un espace libre situé entre les parois internes des réservoirs (4 et 15) et est relié par son extrémité inférieure à la partie inférieure (28) d'un logement (1) et par son extrémité supérieure au réservoir (4) de l'élément d'aspiration. Lors du fonctionnement de la pompe, une chambre à vide protectrice (31) se forme dans l'espace vide entre l'écran absorbant le rayonnement et le logement, pendant qu'une chambre à vide protectrice (36) se forme dans l'espace situé entre l'écran absorbant le rayonnement, le tube (25), le réservoir (4) de l'élément d'aspiraion et le pont thermique (24). Ces chambres (31) et (36) empêche nt les échanges de chaleur par les gaz d'aspiration à des pressions supérieures à 10-2Pa, respectivement, entre le logement (1) et l'écran absorbant le rayonnement et entre les premier et dernier éléments d'aspiration.The cryogenic adsorption pump described comprises a suction element with a reservoir (4) for the cryogenic agent of lower temperature, a radiation absorbing screen which encloses the suction element, a tube (25) and a bridge. thermal (24). The radiation absorbing screen comprises a reservoir (15) for the cryogenic agent of higher temperature, an envelope (16) connected by its upper end to the reservoir (15) and by its lower end to the reservoir (4) of the element. suction. The tube (25) passes through a free space situated between the internal walls of the tanks (4 and 15) and is connected by its lower end to the lower part (28) of a housing (1) and by its upper end to the tank ( 4) of the suction element. During operation of the pump, a protective vacuum chamber (31) is formed in the empty space between the radiation absorbing screen and the housing, while a protective vacuum chamber (36) is formed in the space located between the radiation absorbing screen, the tube (25), the reservoir (4) of the suction element and the thermal bridge (24). These chambers (31) and (36) prevent heat exchange by the suction gases at pressures higher than 10-2Pa, respectively, between the housing (1) and the radiation absorbing screen and between the first and last suction elements.

Description

Gebiet der TechnikTechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf Vakuumtechnik und insbesondere auf kryogene Adsorptionspumpen und kann zur Erzeugung eines ultrareinen ölfreien Vakuums in einem Druckbereich von 10 2 bis 10-7 Pa beim Evakuieren beliebiger, darunter auch aggressiver Gase, Helium ausgenommen, in Kammern verschiedener Zweckbestimmung mit einem Volumen von 0,01 m3 bis auf mehrere Hunderte Kubikmeter verwendet werden.The invention relates to vacuum technology and in particular to cryogenic adsorption pumps and can be used to generate an ultra-pure oil-free vacuum in a pressure range of 10 2 to 10 -7 Pa when evacuating any, including aggressive gases, helium, in chambers of various purposes with a volume of 0.01 m 3 can be used up to several hundreds of cubic meters.

Vorhergehnder Stand der TechnikPrevious state of the art

Es ist eine kryogene Adsorptionspumpe mit einem Abpumpelement bekannt (SU, A, 1333833), das aus einem ringförmigen Gefäß mit Flüssigstickstoff, einem porösen Schirm, der koaxial mit dem Gefäß in einem Raum angeordnet ist, der durch die innere Seitenfläche des Gefäßes umschlossen ist und einem Adsorptionsmittel besteht, das in einem Spalt zwischen der inneren Seitenfläche des Gefäßes und dem porösen Schirm untergebracht ist.A cryogenic adsorption pump with a pumping element is known (SU, A, 1333833), which consists of an annular vessel with liquid nitrogen, a porous screen which is arranged coaxially with the vessel in a space which is enclosed by the inner side surface of the vessel and an adsorbent, which is housed in a gap between the inner side surface of the vessel and the porous screen.

Ein Nachteil dieser Pumpe besteht darin, daß bei der Flüssigstickstofftemperatur das Adsorptionsmittel eine kleine Sorptionsfähigkeit bei niedrigen (unter 10-3 bis 10-4 Pa) Gleichgewichtsdrücken der adsorbierten Gase aufweist. Deshalb kann diese Pumpe keine Grenzdrücke unter 10-3 Pa sogar nach einer kurzzeitigen Gesbelastung erzielen. Zur Steigerung der Sorptionsfähigkeit der Pumpe verwendet man eine Kühlung des Adsorptionsmittels durch Feststickstoff bis zu Temperaturen von 55 bis 50 K. Es gelingt aber nicht, diese Temperatur des Adsorptionsmittels im Laufe einer längeren Zeit infolge größerer eigener Wärmezufuhr ins Gefäß mit Stickstoff aufrechtzuerhalten, was eine schnelle Erwärmung des Stickstoffes bewirkt, nachdem ein Evakuieren seiner Dämpfe beendet ist. Ein Betrieb der Pumpe wird dadurch erschwert, daß man des öfteren das-Gefäß mit Flüssigstickstoff aufzufüllen und dessen Dämpfe wiederholt abzupumpen hat.A disadvantage of this pump is that, at the liquid nitrogen temperature, the adsorbent has a low sorption capacity at low (below 10 -3 to 10 -4 Pa) equilibrium pressures of the adsorbed gases. This is why this pump cannot achieve any limit pressures below 10- 3 Pa even after a brief exposure to the leg. To increase the sorption capacity of the pump, the adsorbent is cooled by solid nitrogen up to temperatures of 55 to 50 K. However, it is not possible to maintain this temperature of the adsorbent with nitrogen over a longer period of time as a result of greater heat input into the vessel, which is quick The heating of nitrogen causes after its vapors have been evacuated. Operation of the pump is made more difficult by the fact that one often has to fill the vessel with liquid nitrogen and repeatedly pump out its vapors.

Bekannt ist weiterhin eine kryogene Adsorptionspumpe. (Zhurnal tekhnicheskoj fiziki, Band 28, Heft 10, 1988, Oktober, Nauka (Leningrader Zweigstelle), M.P.Larin "Kondensatsionno-adsorbtsionnaya und sorbtsionnaya otkachka pri temperaturakh twerdogo azota", S.2026 bis 2039), mit einem Gehäuse mit einem Deckel, der mit einem Eingangsstutzen zum Anschluß eines zu evakuierenden Volumens versehen ist, und den im Gehäuse untergebrachten einem Abpumpelement und einem abgekühlten Strahlungsschirm, der das Abpumpelement umschli- eßt. Das Abpumpelement ist als ein ringförmiges Kryomittelgefäß, an dessen Boden ein scheibenförmiger Wärmeleiter angeschweißt ist, und als wärmeleitende Zargen und Zargen- poröse Schirme ausgeführt, die koaxial zum Gefäß angeordnet und am scheibenförmigen Wärmeleiter befestigt sind. Hohlräume zwischen den wärmeleitenden Zargen und den ihnen benachbarten Zargen-porösen Schirmen sind mit Adsorptionsmittel gefüllt und Hohlräume zwischen benachbarten Zargen- porösen Schirmen mit dem Eingangsstutzen der Pumpe in Verbindung stehen.A cryogenic adsorption pump is also known. (Zhurnal tekhnicheskoj fiziki, volume 28, issue 10, 1988, October, Nauka (Leningrad branch), MPLarin "Kondensatsionno-adsorbtsionnaya und sorbtsionnaya otkachka pri Temperaturakh twerdogo azota", p.2026 to 2039), with a housing with a cover that one is provided to be evacuated volume with a inlet connection for connection, and the housing is accommodated a pump-out element and a cooled radiation shield of the pump-out umschli - eat. The pumping element is designed as an annular cryogenic agent vessel, to the bottom of which a disk-shaped heat conductor is welded, and as heat-conducting frames and frame-porous screens, which are arranged coaxially to the vessel and are attached to the disk-shaped heat conductor. Cavities between the heat-conducting frames and the frame-porous screens adjacent to them are filled with adsorbent, and cavities between adjacent frame-porous screens are connected to the inlet connection of the pump.

Der Strahlungssohirm enthält'ein toroidförmiges Kryomittelgefäß, das unter dem Gefäß des Abpumpelementes angeordnet ist, eine koaxial mit dem Abpumpelement angeordnete Zarge und einen Pfeilschirm, der zwischen dem Abpumpelement und.dem Eingangsstutzen angeordnet ist. Das untere Ende der Zarge des Strahlungsschirms ist luftdicht am Gefäß des Strahlungsschirms befestigt und in ihrem Oberteil weist die Zarge einen Deckel auf, der über eine wellrohrartige Wärmebrücke an den Eingangsstutzen angeschlossen ist. Im Gehäuse ist ein Stutzen zum Evakuieren eines Raums zwischen dem Gehäuse und dem Strahlungsschirm vorhanden.The radiation umbrella contains a toroidal cryogenic agent vessel which is arranged under the vessel of the pumping element, a frame which is arranged coaxially with the pumping element and an arrow screen which is arranged between the pumping element and the inlet connection. The lower end of the frame of the radiation shield is attached to the vessel of the radiation shield in an airtight manner and in its upper part the frame has a lid which is connected to the inlet connector via a corrugated tube-like thermal bridge. In the housing there is a nozzle for evacuating a space between the housing and the radiation shield.

Die Pumpe enthält auch ein dünnwändiges Rohr, das in einem durch Innenwände des Gefäßes des Strahlungsschirms abgegrenzten Raum angeordnet und am oberen Ende luftdicht am Deckel dieses Gefäßes und am unteren Ende am Gehäuseboden befestigt ist. Im oberen Teil ist der Rohrquerschnitt durch einen Pfeilschirm überbrückt, der einen Wärmekontakt mit dem Gefäß des Strahlungsschirms hat.The pump also contains a thin-walled tube, which is arranged in a space delimited by inner walls of the vessel of the radiation shield and is airtightly attached to the lid of this vessel at the upper end and to the bottom of the housing at the lower end. In the upper part, the tube cross-section is bridged by an arrow screen, which has thermal contact with the vessel of the radiation screen.

Beim Betrieb der Pumpe ist das Gefäß des Strahlungsschirms mit Flüssigstickstoff und das Gefäß des Abpumpelementes mit Feststickstoff, d.h. mit einem Kryomittel mit einer niedrigeren Temperatur gefüllt. Der durch Flüssigstickstoff bis zu einer-Temperatur von 77,4 K abgekühlte Strahlungsschirm setzt. eine Wärmezufuhr durch Strahlung vom Gehäuse ins Abpumpelement wesentlich herab, dank dessen es gelingt, Stickstoff darin im festen Zustand eine längere, dutzendmal größere Zeit als in der.vorstehend beschriebenen Pumpe.bei einer Kühlung des Adsorptionsmittels durch Feststickstoff zu halten.When operating the pump, the vessel of the radiation shield is filled with liquid nitrogen and the vessel of the pumping element with solid nitrogen, i.e. filled with a cryogen at a lower temperature. The radiation screen cooled down to a temperature of 77.4 K by liquid nitrogen sets. a heat supply by radiation from the housing into the pumping element is considerably reduced, thanks to which nitrogen in the solid state can be held for a longer, dozen times longer than in the pump described above when the adsorbent is cooled by solid nitrogen.

Ein Raum zwischen dem dünnwandigen Rohr, einer Innenwand des Gefäßes des Strahlungsschirms, dem Boden dieses Gefäßes, seiner Außenwand, der Zarge des Strahlungsschirms und dem Pumpengehäuse bildet den sogenannten Schutzvakuumraum. Im Betriebszustand der Pumpe stellt sich in diesem Raum ein Druck unter 10-4 Pa ein, wodurch die Wärmezufuhr durch Restgase vom Gehäuse in den Strahlungsschirm stark herabgesetzt wird.A space between the thin-walled tube, an inner wall of the vessel of the radiation shield, the bottom of this vessel, its outer wall, the frame of the radiation shield and the pump housing forms the so-called protective vacuum space. In the operating state of the pump, a pressure of less than 10 -4 Pa is set in this room, as a result of which the heat input from residual gases from the housing into the radiation shield is greatly reduced.

In der behandelten Pumpe steht aber ein ringförmiger-Spalt zwischen der Zarge des Strahlungsschirms und dem Abpumpelement, sowie ein Raum zwischen dem Scheibenwärmeleiter-und dem Deckel des Gefäßes des Strahlungsschirms mit dem inneren Raum der Pumpe, d.h. mit dem zu evakuierenden Volumen in Verbindung, und bei Betriebsdrücken von 10 2 bis 10-2 Pa findet zwischen dem Strahlungsschirm und dem Abpumpelement ein bedeutender Wärmeaustausch durch die zu evakuierenden Gase statt. Dies bewirkt eine beschleunigte Erwärmung des festen Kryomittels und des Adsorptionsmittels und folglich eine Verkürzung einer ununterbrochenen Pumpenarbeit bis zum erforderlichen Stickstoffnachfüllen in das Gefäß des Abpumpelementes und einen vergrößerten Kryomittelverbrauch. All dies senkt eine Betriebseffektivität der Pumpe und steigert einen Arbeitsaufwand bei ihrer Betrieb.In the treated pump, however, there is an annular gap between the frame of the radiation shield and the pumping element, and a space between the pane heat conductor and the cover of the vessel of the radiation shield with the inner space of the pump, ie with the volume to be evacuated, and at operating pressures of 1 0 2 to 10 -2 Pa there is a significant heat exchange between the radiation shield and the pumping element through the gases to be evacuated. This causes an accelerated heating of the solid cryogen and the adsorbent and consequently a shortening of an uninterrupted pump work until the required nitrogen refilling in the vessel of the pumping element and an increased consumption of cryogen. All of this lowers the operational effectiveness of the pump and increases labor in its operation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kryogene Adsorptionspumpe zu schaffen, worin bei Eingangsdrücken über 10-2 Pa kein merklicher Wärmeaustausch durch die zu evakuierenden-Gase zwischen dem Abpumpelement, das durch ein Kryomittel mit einer niedrigeren Temperatur gekühlt wird, und dem Strahlungsschirm, der durch ein Kryomittel mit einer höheren Temperatur gekühlt wird, stattfindet, wodurch bei diesen Drücken eine Betriebseffektivität der Pumpe gesteigert, sowie ein verminderter Kryomittelverbrauch zur Kühlung des Abpumpelementes und eine Verminderung eines Arbeitsaufwandes zum Aufrechterhalten der Pumpe im Betriebszustand erreicht werden..The invention has for its object to provide a cryogenic adsorption pump, wherein at inlet pressures above 10 -2 Pa no noticeable heat exchange through the gases to be evacuated between the pumping element, which is cooled by a cryogen with a lower temperature, and the radiation shield, the is cooled by a cryogen at a higher temperature, which increases the operating efficiency of the pump at these pressures, as well as a reduced cryogen consumption for cooling the pumping element and a reduction in the amount of work required to maintain the pump in the operating state.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer kryogenen Adsorptionspumpe mit einem Gehäuse mit einem Eingängsstutzen und den im Gehäuse angeordneten einem Abpumpelement, enthaltend ein Adsorptionsmittel und ein Gefäß für Kryomittel mit einer niedrigeren Temperatur, einem Strahlungsschirm, der das Abpumpelement umschließt und ein toroidförmiges Gefäß für Kryomittel mit einer höheren Temperatur und eine Zarge enthält, die am unteren Ende mit diesem Gefäß und am oberen Ende mit dem Gehäuse verbunden ist, und einem dünnwändigen Rohr, das in einem durch die innere Gefäßwand des Strahlungsschirms begrenzten Raum angeordnet und am unteren Ende mit dem Gehäuseboden luftdicht verdunden.ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie eine Wärmebrücke enthält, die zwischen der Zarge des Strahlungsschirms und dem Abpumpelement angeordnet und am oberen Ende an. den Oberteil der Zarge über deren gesamten Kreisumfang und am unteren Ende an das Gefäß des Abpumpelementes über seinen gesamten Kreisumfang angeschlossen ist, wobei das obere Rohrende mit dem Gefäß des Abpumpelementes luftdicht verbunden ist.This task is based on a cryogenic adsorption pump with a housing with an inlet connection and the pumping element arranged in the housing, containing an adsorbent and a vessel for cryogenic agents with a lower temperature, a radiation shield which encloses the pumping element and a toroidal vessel for cryogenic agents with one higher temperature and a frame, which is connected at the lower end to this vessel and at the upper end to the housing, and a thin-walled tube, which is arranged in a space delimited by the inner wall of the radiation shield and at the lower end airtight with the housing bottom . Is, according to the invention solved in that it contains a thermal bridge, which is arranged between the frame of the radiation shield and the pumping element and at the upper end. the upper part of the frame is connected over its entire circumference and at the lower end to the vessel of the pumping element over its entire circumference, the upper tube end being airtightly connected to the vessel of the pumping element.

Da in der erfindungsgemäßen Pumpe eine Wärmebrücke vorgesehen und das obere Ende des dünnwändigen Rohrs am Gefäß des Abpumpelementes befestigt sind, wird ein zusätzlicher Schutzvakuumraum zwischen dem Abpumpelement und dem Strahlungssohirm gebildet. Im Ergebnis davon wird bei Drücken über 10-2 Pa eine.Wärmezufuhr vom Strahlungsschirm in das Abpumpelement infolge eines.Wärmeaustauschs durch zu evakuirende Gase ausgeschlossen, wodurch die Betriebsfähigkeit der Pumpe verbessert und ein Kryomittelverbrauch im Gefäß des Abpumpelementes vermindert ist.Since a thermal bridge is provided in the pump according to the invention and the upper end of the thin-walled tube is attached to the vessel of the pumping element, an additional protective vacuum space is created between the pumping element and the jet solution umbrella formed. As a result, at pressures above 10 -2 Pa, a heat supply from the radiation shield into the pumping element due to a heat exchange by gases to be evacuated is excluded, which improves the operability of the pump and reduces cryogen consumption in the pumping element vessel.

Es ist zweckmäßig, daß die Zarge des Strahlungsschirms Öffnungen hat, die einen Raum zwischen dem Gehäuse und dem" Strahlungsschirm mit einem Raum zwischen dem Strahlungsschirm und der Wärmebrücke verbinden.It is expedient that the frame of the radiation shield has openings which connect a space between the housing and the "radiation shield" with a space between the radiation shield and the thermal bridge.

Dabei werden die Konstruktion der Pumpe und deren Betriebsvorbereitung vereinfacht.The design of the pump and its preparation for operation are simplified.

Es ist auch zweckmäßig, daß die Pumpe zusätzlich ein toroidförmiges Gefäß enthält, das im Inneren des Gefäßes des Strahlungsschirms angeordnet ist und zwei aus dem Gehäuse luftdicht hinausgeführte Stutzen aufweist.It is also expedient that the pump additionally contains a toroidal vessel which is arranged in the interior of the vessel of the radiation shield and has two connecting pieces which are led out of the housing in an airtight manner.

Über dieses Gefäß kann man die Arbeitskammer mit Hilfe einer herkömmlichen Vorvakuumpumpe ohne Gefahr vorläufig evakuieren, daß das zu evakuierende Volumen durch Öldämpfe dieser Vorvakuumpumpe verunreinigt wird. Mit anderen Worten spielt dieses zusätzliche Gefäß die Rolle einer Stiokstoffalle, die in das Kryomittelgefäß des Strahlungsschirms einbebaut ist.Via this vessel, the working chamber can be temporarily evacuated with the help of a conventional backing pump without the risk that the volume to be evacuated will be contaminated by oil vapors from this backing pump. In other words, this additional vessel plays the role of a stiocarbon, which is built into the cryogenic center vessel of the radiation shield.

Die Pumpe kann zwei Notventile enthalten, die an den Eingangsstutzen angeschlossen sind, wobei das erste dieser Ventile mit der Außenluft und das zweite mit einem Raum zwischen dem Gehäuse und dem Strahlungsschirm in Verbindung steht.The pump may include two emergency valves connected to the inlet port, the first of which communicates with the outside air and the second communicates with a space between the housing and the radiation shield.

Diese Ventile steigern die Betriebszuverlässigkeit der Pumpe, indem sie die dünnwändige Wärmebrücke vor Zerstörung in Havariezuständen schützen.These valves increase the operational reliability of the pump by protecting the thin-walled thermal bridge from destruction in the event of an accident.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachstehend wird die Erfindung durch eine ausführliche Beschreibung des besten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

  • Fig.1 eine erfindungsgemäße kryogene Adsorptionspumpe im Längsschnitt,
  • Fig.2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig.1 und
  • Fig.3 einen Schnitt längs der Linie III-.III in Fig.2.
The invention is explained in more detail below by a detailed description of the best exemplary embodiment with reference to drawings. It shows:
  • 1 shows a cryogenic adsorption pump according to the invention in longitudinal section,
  • 2 shows a section along the line II-II in Fig.1 and
  • 3 shows a section along the line III-.III in Fig.2.

Beste Ausführungsvariante der ErfindungBest embodiment of the invention

Die erfindungsgemäße kryogene Adsorptionspumpe hat ein Gehäuse (Fig.1) mit einem Deckel 2, der mit einem Eingangsstutzen 3 versehen ist. In Gehäuse 1 ist ein Abpumpelement angeordnet, enthaltend ein toroidförmiges Kryomittelgefäß 4, an dessen Deckel 5 koaxial angeordnete wärmeleitende Zargen 6, 7 und 8 und Zargen-poröse Schirme 9 angeschweißt sind. Die äußere wärmeleitende Zarge 6 und die innere wärmeleitende Zarge 8 sind aus dichtem Blechmaterial hergestellt und .die sonstigen wärmeleitenden Zargen 7 sind gelocht. Als Werkstoff für die Zargen 9 kann z..B. poröses Kupfer verwendet werden. Der äußere poröse Schirm 9 ist auf der Innenseite der wärmeleitenden Zarge 6, der innere poröse Schirm ist auf der Außenseite der wärmeleitenden Zarge 8 und die sonstigen porösen Schirme 9 sind beiderseite der gelochten Wärmeleiter 7 angeordnet. Ringförmige Räume'10 zwischen den wärmeleitenden Zargen 6, 7 und 8 und den ihnen benachbarten porösen Schirmen 9 sind mit einem Adsorptionsmittel. z.B. Aktivkohle gefüllt. Eine Lochung in Wärmeleitern 7, die durch Adsorptionsmittel von den beiden Seiten umschlossen sind, ist zur Beschleunigung des Prozesses eines Ausgleichs des Gleichgewichtsdrucks der Gase über dem Adsorptionsmittel ausgeführt. Von oben sind die Räume 10 durch Ringe 11 abgedeckt. Ringräume 12 zwischen benachbarten porösen Schirmen 9 dienen zum Durchgang der evakuierten Gase.The cryogenic adsorption pump according to the invention has a housing (FIG. 1) with a cover 2, which is provided with an inlet connection 3. A pump-out element is arranged in the housing 1, containing a toroidal cryogen container 4, on the cover 5 of which coaxially arranged heat-conducting frames 6, 7 and 8 and frame-porous screens 9 are welded. The outer heat-conducting frame 6 and the inner heat-conducting frame 8 are made of dense sheet metal and the other heat-conducting frames 7 are perforated. As a material for the frames 9, for example. porous copper can be used. The outer porous screen 9 is on the inside of the heat-conducting frame 6, the inner porous screen is on the outside of the heat-conducting frame 8 and the other porous screens 9 are arranged on both sides of the perforated heat conductor 7. Annular spaces ' 10 between the heat-conducting frames 6, 7 and 8 and the adjacent porous screens 9 are with an adsorbent. eg activated carbon filled. A perforation in heat conductors 7, which are surrounded by adsorbents from the two sides, is carried out to accelerate the process of balancing the equilibrium pressure of the gases over the adsorbent. The rooms 10 are covered by rings 11 from above. Annular spaces 12 between adjacent porous screens 9 serve for the passage of the evacuated gases.

Am Deckel 5 des Gehäuses 4 sind zwei Rohre 13 (Fig.2,3) luftdicht angeschweißt, die mit seinem Raum in Verbindung stehen. Die oberen Enden dieser Rohre 13 sind aus dem Gehäuse 1 hinausgeführt und in dessen Deckel 2 über Stutzen 14 befestigt. Die Rohre 13 dienen zum Kryomitteleinfüllen in das Gefäß 4 und zum Evakuiren der Kryomitteldämpfe zwecks Senkung der Kryomitteltemperatur im Gefäß 4.On the lid 5 of the housing 4, two tubes 13 (Fig. 2, 3) are welded airtight, which are connected to its space. The upper ends of these tubes 13 are led out of the housing 1 and fastened in the cover 2 via connecting pieces 14. The tubes 13 are used for filling cryogen into the vessel 4 and for evacuating the cryogen vapors in order to lower the cryogen temperature in the vessel 4.

Das Abpumpelement ist durch ein Strahlungsschirm zur Senkung einer Wärmezufuhr durch Strahlung vom Gehäuse.1 umschlossen. Der Strahlungsschirm enthält ein toroidförmiges Gefäß 15 (Fig.1, 3) für Kryomittel mit einer Temperatur über jener des Kryomittels im Gefäß 4 des Abpumpelementes, eine Zarge 16 und einen Pfeilschirm 17. Das Gefäß 15 ist unter dem Gefäß 4 des Abpumpelementes angeordnet und die Zarge 16 ist am unteren Ende am Gefäß 15 luftdicht befestigt. In das Gefäß 15 des Strahlungsschirms sind zwei Rohre 18 und 19 (Fig.1) eingeführt, von denen das Rohr 18 zum Kryomitteleinfüllen in das Gefäß 15 und das Rohr 19 zum Evakuieren der Kryomitteldämpfe dient. Im oberen Teil hat die Zarge 16 einen Deckel 20, der über eine wellrohrartige Wärmebrücke 21 am Eingangsstutzen 3 befestigt ist. Am Deckel 20 sind Stutzen 22 (Fig.3) angeschweißt, deren obere Enden mit den Rohren 13 und den Stutzen 14 vakuumdicht verschweißt sind. Der Pfeilschirm 17 ist zwischen dem Abpumpelement und dem Eingangsstutzen 3 angeordnet und mit einem guten Wärmekontakt am Oberteil der Zarge 16 befestigt.The pump-off element is enclosed by a radiation shield to reduce heat input from the housing.1. The radiation shield contains a toroidal vessel 15 (FIGS. 1, 3) for cryogen with a temperature above that of the cryogen in the vessel 4 of the pumping element, a frame 16 and an arrow screen 17. The vessel 15 is arranged under the vessel 4 of the pumping element and the Frame 16 is attached to the vessel 15 airtight at the lower end. Two tubes 18 and 19 (FIG. 1) are inserted into the vessel 15 of the radiation shield, of which the tube 18 is used to fill the vessel 15 with cryogen and the tube 19 is used to evacuate the cryogen vapors. In the upper part, the frame 16 has a cover 20 which is attached to the inlet connection 3 via a corrugated tube-like thermal bridge 21. Sockets 22 (FIG. 3) are welded to the cover 20, the upper ends of which are welded to the tubes 13 and the sockets 14 in a vacuum-tight manner. The arrow screen 17 is arranged between the pumping element and the inlet connection 3 and is fastened to the upper part of the frame 16 with good thermal contact.

Zwischen dem Gehäuse 1'und dem Strahlungsschirm ist ein zusätzlicher Schirm 23 angeordnet, der zur Senkung einer Wärmezufuhr durch Strahlung vom Gehäuse 1 in den Strahlungsschirm bestimmt ist.An additional screen 23 is arranged between the housing 1 ' and the radiation screen, which screen is intended to reduce the supply of heat by radiation from the housing 1 into the radiation screen.

Erfindungsgenäß enthält die Pumpe eine vakuumdichte Wärmebrücke 24, die als dünnwändige Zarge ausgeführt und zwischen der Zarge 16 des Strahlungsschirms und dem Abpumpelement angeordnet ist. Am oberen Ende ist die Wärmebrücke 24 an den oberen Teil der Zarge 16 über deren gesamten Kreisumfang und am unteren Ende an das Gefäß 4 des Abpumpelementes auch über seinen gesamten Kreisumfang angeschlossen. Die Wärmebrücke 24 wird aus einem dünnen rostfreien Stahlband mit einer Dicke ca von 0,15 bis 0,2 mm, damit ihre Querschnittsfläche so klein, wie nur möglich ist, und mit vielen Sicken zur Vergrößerung deren Istlänge ausgeführt. Diese Ausführung der Wärmebrücke 24 gewährleistet eine Verminderung einer Wärmezufuhr durch Wärmeleitvermögen von der Zarge 16 des Strahlungsschirms in das Abpumpelement.According to the invention, the pump contains a vacuum-tight thermal bridge 24, which is designed as a thin-walled frame and is arranged between the frame 16 of the radiation shield and the pumping element. At the upper end, the thermal bridge 24 is connected to the upper part of the frame 16 over its entire circumference and at the lower end to the vessel 4 of the pumping element also over its entire circumference. The thermal bridge 24 is made of a thin stainless steel strip with a thickness of about 0.15 to 0.2 mm, so that its cross-sectional area is as small as possible, and with many beads to increase its actual length. This design of the thermal bridge 24 ensures a reduction in the supply of heat by thermal conductivity from the frame 16 of the radiation shield into the pumping element.

Die Pumpe enthält auch ein dünnwandiges Rohr 25, das in einem Raum zwischen Innenwänden der Gefäße 4 und 15 verläuft. Das obere Ende des Rohrs 25 ist mit dem Deckel 5 des Gefäßes 4 und das untere Ende über ein Wellrohr 26 mit einem Flansch 27 luftdicht verbunden, der an den Boden 28 des Ge- häuses 1 angeschweißt ist. Im unteren Teil des Rohrs 25 ist ein Pfeilschirm 29 angeordnet, der mit dem Boden des Gefäßes 15 bei einem guten Wärmekontakt über einen Ring 30 verbunden ist.The pump also contains a thin-walled tube 25 which runs in a space between the inner walls of the vessels 4 and 15. The upper end of the tube 25 is connected to the lid 5 of the vessel 4 and the lower end of a corrugated pipe 26 having a flange 27 hermetically, which is welded to the bottom 28 of the overall äuses h. 1 Arranged in the lower part of the tube 25 is an arrow screen 29, which is connected to the bottom of the vessel 15 via a ring 30 with good thermal contact.

Ein Raum, der durch die Außenfläche der Zarge 16 des Strahlungsschirms, eine Außenwand des Gefäßes 15, dessen Boden und das Gehäuse 1 begrenzt ist, bildet einen Hauptraum 31 eines Schutzvakuums, der einen Wärmeaustausch durch Restgase zwischen dem'Strahlungsschirm und dem Gehäuse 1 ausschließt. Damit ein erforderlicher Vakuumpegel in diesem Raum 31 aufrechterhalten wird, ist in der Zarge 16 eine ringförmige Aussparung 32 ausgeführt, die mit Adsorptionsmittel gefüllt und durch einen porösen Schirm 33 abgedeckt ist. Zum Anschluß einer Vorvakuumpumpe an den Schutzvakuumraum 31 dient ein Stutzen mit einem Ventil 34 (Fig.2), das am Deckel 2 des Gehäuses angeordnet ist. Ein Raum, der durch die Innenfläche der Zarge 16 (Fig.1), die Wärmebrücke 24, eine Außenwand des Gefäßes 4 des Abpumpelementes, den Boden dieses Gefäßes, das Rohr 25, eine Innenwand des Gefäßes 15 des Strahlungsschirms und den Deckel 35 dieses Gefäßes begrenzt ist, bildet einen zusätzlichen Schutzvakuumraum 36, der einen Wärmeaustausch durch Restgase zwischen dem Strahlungsschirm und dem Abpumpelement beseitigt. Die Räume 31 und 36 werden miteinander über Öffnungen 37 verbunden, die in der Zarge 16 ausgeführt sind.A space which is delimited by the outer surface of the frame 16 of the radiation shield, an outer wall of the vessel 15, the bottom of which and the housing 1, forms a main space 31 of a protective vacuum which precludes heat exchange by residual gases between the radiation shield and the housing 1. So that a required vacuum level is maintained in this space 31, an annular recess 32 is made in the frame 16, which is filled with adsorbent and covered by a porous screen 33. A connection with a valve 34 (FIG. 2), which is arranged on the cover 2 of the housing, is used to connect a backing pump to the protective vacuum chamber 31. A space through the inner surface of the frame 16 (Fig.1), the thermal bridge 24, an outer wall of the vessel 4 of the pumping element, the bottom of this vessel, the tube 25, an inner wall of the vessel 15 of the radiation shield and the lid 35 of this vessel is limited, forms an additional protective vacuum space 36, which eliminates heat exchange by residual gases between the radiation shield and the pumping element. The spaces 31 and 36 are connected to one another via openings 37 which are embodied in the frame 16.

Es ist offensichtlich, daß die in der Zarge 16 vorhandenen Öffnungen 37 keine obligatorische Bedingung zur Durchführung der Erfindung darstellen. Falls keine diese Öffnungen vorhanden sind, wird dadurch die Konstruktion der erfindungsgemäßen Pumpe und deren Betriebsvorbereitung gewissermaßen komlizierter gemacht, weil man in diesem Falle das Gehäuse 1 mit einem zusätzlichen Stuzten zum Evakuieren des Raums'36 zwischen der Wärmebrücke 24 und dem Strahlungsschirms zu versehen, sowie in diesem-Raum ein Element mit Adsorptionsmittel zum Aufrechterhalten eines erforderlichen Vakuums in diesem.Raum zu installieren hat. In der beschriebenen Ausführungsvariante der Erfindung können doch die miteinander verbundene Räume 31 und 36 gleichzeitig über einen Stutzen mit dem Ventil 34 (Fig.2) evakuiert werden und Adsorptionsmittel, das sich in der ringförmigen Aussparung 3S. (Fig.1) der Zarge 16 befindet, stellt ein erforderliches Vakuum sowohl im Raum 31 als auch im Raum 46 sicher.It is evident that the openings 37 present in the frame 16 are not a mandatory condition for the implementation of the invention. If none of these openings are present, the construction of the pump according to the invention and its preparation for operation are made to a certain extent more complicated, because in this case the housing 1 is equipped with an additional stopper for evacuating the To provide room 36 between the thermal bridge 24 and the radiation shield, and in this room an element with adsorbent to maintain a required vacuum in this room has to be installed. In the embodiment variant of the invention described, the interconnected spaces 31 and 36 can be evacuated simultaneously via a nozzle with the valve 34 (FIG. 2) and adsorbent, which is located in the annular recess 3S. (Fig.1) the frame 16 is located, ensures a required vacuum in both room 31 and in room 46.

Im Inneren des Gefäßes 15 des Strahlungsschirms ist ein toroidförmiges Gefäß 38 angeordnet, das Stutzen 39 (Fig.3) aufweist, die mit Wellrohren 40 luftdicht verbunden sind, die ihrerseits an den Boden 28 des Pumpengehäuses über Stutzen mit aufsetzbaren Flanschen angeschlossen sind. Dieses Gefäß 38 übt Funktionen einer Stickstoffalle beim Vorevakuieren der Arbeitskammer mit. Hilfe einer Vorvakuumpumpe aus und verhindert ein Öleindringen aus dieser Pumpe in das zu evakuierende Volumen. Zu diesem Zweck schließt man einen dieser aufsetzbaren Flansche über ein Ventil an eine mechanische Vorvakuumpumpe und den anderen auch über ein Ventil an die zu evakuierende Kammer an.Arranged in the interior of the vessel 15 of the radiation shield is a toroidal vessel 38, which has nozzles 39 (FIG. 3) which are connected in an airtight manner to corrugated tubes 40, which in turn are connected to the bottom 28 of the pump housing via nozzles with attachable flanges. This vessel 38 performs the functions of a nitrogen avalanche when the working chamber is pre-evacuated. With the help of a backing pump and prevents oil from entering this pump into the volume to be evacuated. For this purpose, one of these attachable flanges is connected via a valve to a mechanical backing pump and the other also via a valve to the chamber to be evacuated.

In Wänden des Eingangsstutzens 3 sind Stutzen 41 (Fig.1, 2), 42 und 43 vorhanden. An den einen der Stutzen 41 ist ein Notventil 44 angeschlossen, das den Pumpenraum mit der Außenluft verbindet, und an den anderen Stutzen 41 ist ein Notventil 45 angeschlossen, das den Pumpenraum mit dem Schutzvakuumraum 31 über einen Stutzen 46 verbindet. Die Stutzen 42 sind zum Anschluß von Druckgebern zur Messung eines Vor- und eines Hochvakuums und der Stutzen 43 ist zum Anschluß einer Vorvakuumpumpe über ein Ventil beim Evakuieren der Arbeitskammer bestimmt. Die Notventile 44 und 45 verhindern in Havariesituationen eine Zerstörung der Wärmebrücke 24 (Fig.1, 3), die einen verhältnismäßig großen Durchmesser und eine kleine Wandstärke hat und daher ein der am meisten gefährdeten Pumpenelemente in bezug auf die mechanische Festigkeit darstellt.In the walls of the inlet connection 3 there are connections 41 (FIGS. 1, 2), 42 and 43. An emergency valve 44 is connected to one of the connectors 41, which connects the pump chamber to the outside air, and an emergency valve 45 is connected to the other connector 41, which connects the pump chamber to the protective vacuum chamber 31 via a connector 46. The connecting piece 42 is intended for connecting pressure transmitters for measuring a fore and a high vacuum and the connecting piece 43 is intended for connecting a fore vacuum pump via a valve when the working chamber is evacuated. The emergency valves 44 and 45 prevent destruction of the thermal bridge 24 (Fig. 1, 3) in emergency situations, which has a relatively large diameter and a small wall thickness and is therefore one of the most endangered pump elements in terms of mechanical strength.

'Im zentralen Pumpenkanal sind längs seiner Vertikalachse Scheiben 47 (Fig.1) und 48 mit Öffnungen 49 bzw. 50 angeordnet und die Pfeilschirme 17 und 29 weisen Öffnungen 51 bzw. 52 zum Einstecken einer Transportstange auf, die mit Hilfe einer Gewindeverbindung in der Öffnung 50 der Scheibe 48 und in den Scheiben 53, 54 befestigt wird. Beim Transport der Pumpe werden der Eingangsstutzen3 und der Flansch.27 durch Blindflansche 55 bzw. 56 geschlosseneIn the central pump channel, disks 47 (FIG. 1) and 48 with openings 49 and 50 are arranged along its vertical axis, and the arrow screens 17 and 29 have openings 51 and 52 for inserting a transport rod, which are connected to the opening by means of a threaded connection 50 of the disc 48 and in the discs 53, 54 is attached. When the pump is transported, the inlet connection 3 and the flange 27 are closed by blind flanges 55 and 56, respectively

Alle dem zu evakuierenden Raum zugekehrte Oberflächen der Pumpenelemente, Oberflächen der Pfeilschirme 17 und 29 ausgenommen, haben einen zweischichtigen Überzug aus einer dichten Aluminiumschicht mit einer Dicke nicht unter 1 µm und einer Aluminiumoxidschicht mit einer Dicke von 2 bis 20 nm. Die Pfeilschirme 17 und 29 weisen Überzüge mit einer Dicke nicht unter 200 µm mit einem Schwärzungsgrad nicht unter 0,99 in einem Wellenlängenbereich von 2 bis 200 µm auf.All surfaces of the pump elements facing the space to be evacuated, with the exception of surfaces of arrow screens 17 and 29, have a two-layer coating of a dense aluminum layer with a thickness of not less than 1 μm and an aluminum oxide layer with a thickness of 2 to 20 nm. The arrow screens 17 and 29 have coatings with a thickness not less than 200 µm with a degree of blackening not less than 0.99 in a wavelength range from 2 to 200 µm.

Die erfindungsgemäße Pumpe funktioniert wie folgt.The pump according to the invention works as follows.

An den Eingangsstutzen 3 schließt man die zu evakuierende (nicht eingezeichnete) Arbeitskammer über einen (nicht eingezeichneten) Verschluß und an den Flansch 27 eine (nicht eingezeichnete) Ionenzerstäuberpumpe an, die des weiteren zur Beseitigung der nicht adsorbierbaren Gase wie He und Ne verwendet wird. An die Stutzen 43 (Fig.2) und 34 wird über die entsprechenden Ventile eine mechanische Vorvakuumpumpe angeschlossen und man führt ein gleichzeitiges Evakuieren des Pumpenraums und der Schutzvakuumräume 31 (Fig.1) und 36 durch. Die besagten Räume sind gleichzeitig mit dem Zweck zu evakuieren, daß eine Druckdifferenz im Pumpenraum und in den Schutzvakuumräumen 31 und 36 nicht höher als 2.104 Pa bet--rägt und keine Zerstörung der Wärmebrücke 24 bzw. kein Membrandurchbruch in den Ventilen 44 und 45 erfolgen kann. Nachdem im Pumpenraum und in den Räumen 31, 36 ein Druck von 100 bis 40 Pa erreicht wird, unterbricht man das Evakuieren und gießt ein Kryomittel, z.B. Flüssigstickstoff in das Gefäß 15 des Strahlungsschirms über das Rohr 18 ein. Bei einer Kühlung des Gefäßes 15 durch Flüssigstickstoff wird auch Adsorptionsmittel gekühlt, das sich in der ringförmigen Aussparung 32 der Zarge 16 befindet. Dies bewirkt eine Drucksenkung in den Schutzvakuumräumen 31 und 36 bis zu 10-4 Pa und eine starke Verminderung eines Wärmeaustauschs durch Restgase zwischen dem Gahäuse 1 und dem Strahlungsschirm sowie zwischen dem letzteren und dem Abpumpelement.At the inlet connection 3 one connects the working chamber to be evacuated (not shown) via a closure (not shown) and to the flange 27 a (not shown) ion atomizing pump, which is also used to remove the non-adsorbable gases such as He and Ne. A mechanical backing pump is connected to the connecting pieces 43 (FIG. 2) and 34 and the pump chamber and the protective vacuum chambers 31 (FIG. 1) and 36 are evacuated at the same time. Said rooms are to be evacuated at the same time with the purpose that a pressure difference in the pump room and in the protective vacuum rooms 31 and 36 is not higher than 2.10 4 Pa and that there is no destruction of the thermal bridge 24 or membrane breakthrough in the valves 44 and 45 can. After a pressure of 100 to 40 Pa is reached in the pump room and in rooms 31, 36, the evacuation is interrupted and a cryogen, for example liquid nitrogen, is poured into the vessel 15 of the radiation shield via the tube 18. When the vessel 15 is cooled by liquid nitrogen, adsorbent is also cooled, which is in the annular Recess 32 of the frame 16 is located. This causes a pressure reduction in the protective vacuum spaces 31 and 36 up to 10 -4 Pa and a strong reduction in heat exchange by residual gases between the housing 1 and the radiation shield and between the latter and the pumping element.

Dann trennt man die Arbeitskammer durch den Verschluß von der Pumpe ab, schließt diese über ein (nicht eingezeichnetes) Ventil an den einen der aufsetzbaren, mit dem Well-° rohr 40 (Fig.3) verbundenen Flansch an, den zweiten aufsetzbaren Flansch schließt man auch über ein Ventil an die mechanische Vorvakuumpumpe an und evakuiert die Kammer über das Gefäß'38 bis zu einem Druck von ca. 1 Pa. Dabei übt das Gefäß 38 die Funktion einer Stickstoffalle für Öldämpfe der Vorvakuumpumpe aus und verhindert ihres Eindringen in das zu evakuierende Volumen. Dadurch wird der Prozeß eines Vorevakuierens der Arbeitskammer beendet.Then the working chamber is separated from the pump by the closure, it is connected via a valve (not shown) to one of the attachable flanges connected to the corrugated tube 40 (FIG. 3), and the second attachable flange is closed also via a valve to the mechanical backing pump and evacuates the chamber via the vessel '3 8 to a pressure of approx. 1 Pa. The vessel 38 acts as a nitrogen all for oil vapors of the fore-vacuum pump and prevents it from entering the volume to be evacuated. This ends the process of pre-evacuating the work chamber.

Danach gießt man in das Gefäß 5 des Abpumpelementes über das eine der Rohre'13 ein Kryomittel mit einer niedrigeren Temperatur als jene des Kryomittels in Gefäß 15 des Strahlungsschirms, z.B. Flüssigwasserstoff bzw. -helium oder dasselbe Kryomittel ein. Im letzteren Falle wird eine Temperatursenkung des Kryomittels im Gefäß 5 durch Evakuieren seiner Dämpfe über das Rohr 13 mit Hilfe der Vorvakuumpumpe erzielt. Bei einer Leistung der Vorvakuumpumpe von z.B. 16 1/s wird nach zwei Stunden deren Arbeit die Stickstofftemperatur im Gefäß 5 bis zu 55 K und nach weiteren vier Stunden des Evakuierens bis zu 50 K und abwärts gesenkt. Wie bekannt, findet bei einer Temperatur von 63 K ein Erhärten des Flüssigstickstoffes statt.Thereafter, a cryogen with a lower temperature than that of the cryogen in vessel 15 of the radiation screen, e.g. Liquid hydrogen or helium or the same cryogen. In the latter case, the temperature of the cryogen in the vessel 5 is reduced by evacuating its vapors via the pipe 13 with the help of the forevacuum pump. With a performance of the backing pump of e.g. 16 1 / s the nitrogen temperature in the vessel 5 is reduced to 55 K after two hours of their work and after a further four hours of evacuation to 50 K and below. As is known, the liquid nitrogen hardens at a temperature of 63 K.

Gleichzeitig mit dem Gefäß 5 wird über die Wärmeleiter 6, 7 und 8 Adsorptionsmittel gekühlt, das sich in den Ringräumen 10 des Abpumpelementes befindet. Adsorptionsmittel verschluckt die aus der Arbeitskammer kommenden Gase und stellt einen Grenzdruck von 10-7 Pa und darunter sicher. Bei einer Temperatur von ca. 50 K steigt die Sorptionsfähigkeit eines Adsorptionsmittels um mehrere Größenordnungen im Vergleich mit seiner Sorptionsfähigkeit bei der Temperatur des Flüssigstiokstoffes (77,4 K) oder es wird um mehrere Größenordnungen der Gleichqewichtsdruck nach einer Adsorption ein und derselben Gasmenge gesenkt.Simultaneously with the vessel 5 is cooled via the heat conductors 6, 7 and 8 adsorbent, which is located in the annular spaces 10 of the pumping element. Adsorbent swallows the gases coming out of the working chamber and ensures a limit pressure of 10 -7 Pa and below. At a temperature of approx. 50 K, the sorption capacity of an adsorbent increases by several orders of magnitude in comparison with its sorption capacity at the temperature of the Liquid Stiokstoffes (77.4 K) or the equilibrium pressure is reduced by several orders of magnitude after adsorption of one and the same amount of gas.

Nachdem die besagten Arbeitsgänge durchgeführt worden sind, ist die Pumpe betriebsbereit und man kann ein Hoohvakuumevakuieren der Arbeitskammer durchführen, indem der Verschluß geöffnet wird, der sie mit der Pumpe verbindet. Die nicht adsorbierbare Gase wie Helium und Neon entfernt man mit Hilfe einer Ionenzerstäuberpumpe; die an den Flansch 27 angeschlossen ist.After the said operations have been carried out, the pump is ready for operation and a high vacuum evacuation of the working chamber can be carried out by opening the closure which connects it to the pump. The non-adsorbable gases such as helium and neon are removed with the help of an ion atomizing pump; which is connected to the flange 27.

Wenn eine Havariesituation entsteht, z.B. bei einem Außenluftdurchbruch in die Pumpe bzw. bei deren Selbsterwärmung, wenn kein rechtzeitiges Einfüllen von Flüssigstickstoff durchgeführt worden ist, kann der Druck.am Pumpeneingang bis zu 2.104 Pa und höher ansteigen. Damit ein Zerreißen der Wärmebrücke 24 und anderer Pumpenelemente in diesen Situationen verhindert ist, sind die Ventile 44 (Fig.2) und 45 vorgesehen. Falls der Druck im Pumpenraum den Druck in den Schutzvakuumräumen 31 (Fig.1) und 36 µm z.B. 2.104 Pa überschreitet, spricht das Ventil 45 (Fig.2) an und der Druck in diesen Räumen gleicht sich aus. Das Ventil 44 spricht an, sobald der Druck im Pumpenraum den atmosphärischen Druck auch um 2.104 Pa überschreitet, und verbindet den Pumpenraum mit der Außenluft.
Obwohl die Wärmebrücke 24 (Fig.1), die zwischen dem Abpumpelement und der Zarge 16 des Strahlungsschirms angeordnet ist, Quelle einer gewissen Wärmezufuhr in das Abpumpelement durch ihre Wärmeleutfähigkeit ist, ermöglicht sie aber, das Abpumpelement durch Schutzvakuum von der Seite der Zarge 16 des Strahlungsschirms und von der Seite des Deckels 35 seines Gefäßes 15 umzugeben. Deshalb wird die durch Wärmeaustausch durch Restgase bei Arbeitsdrücken über 10-2 Pa bedingte Wärmezufuhr vom Strahlungsschirm in das Abpumpelement ausgeschlossen und dementsprechend die gesamte Wärmezufuhr in das Abpumpelement herabgesetzt.If a breakdown situation arises, e.g. if there is a breakthrough in the outside air into the pump or if the pump heats itself up if liquid nitrogen has not been filled in on time, the pressure at the pump inlet can rise to 2.10 4 Pa and higher. In order to prevent the thermal bridge 24 and other pump elements from being torn in these situations, the valves 44 (FIG. 2) and 45 are provided. If the pressure in the pump room exceeds the pressure in the protective vacuum rooms 31 (Fig. 1) and 36 µm, for example 2.10 4 Pa, the valve 45 (Fig. 2) responds and the pressure in these rooms is equalized. The valve 44 responds as soon as the pressure in the pump chamber also exceeds the atmospheric pressure by 2.10 4 Pa, and connects the pump chamber to the outside air.
Although the thermal bridge 24 (FIG. 1), which is arranged between the pumping element and the frame 16 of the radiation shield, is the source of a certain heat supply into the pumping element due to its thermal conductivity, it enables the pumping element to be protected by a protective vacuum from the side of the frame 16 of the Radiation screen and surround from the side of the lid 35 of its vessel 15. Therefore, the heat supply caused by heat exchange with residual gases at working pressures above 10-2 Pa is excluded from the radiation shield into the pumping element and the total heat supply into the pumping element is reduced accordingly.

Wie Berechnungen ergeben haben, wird in der erfindungsgemäßen Pumpe eine gesamte Wärmezufuhr in das Abpumpelement beim Evakuieren von z.B. Argon bei dessen Druck von 0,1 Pa um das 2,3-fache im Vergleich mit einer Wärmezufuhr in das Abpumpelement in einer Pumpe ohne Wärmebrücke vermindert und bei einem Argondruck von 1 Pa wird diese Wärmezufuhr um das 3,2-fache reduziert..As calculations have shown, in the pump according to the invention there is an entire supply of heat into the pumping element when argon is evacuated, for example, at a pressure of 0.1 Pa, it is reduced by 2.3 times compared to the supply of heat to the pumping element in a pump without a thermal bridge, and at an argon pressure of 1 Pa, this supply of heat is reduced by 3.2 times reduced ..

Bei einem konstanten Eingangsdruck von 10-1 Pa beträgt die Arbeitsdauer eines Abpumpelementes, dessen Gefäß ein Volumen von 8 liter aufweist, bis zum Zeitpunkt eines erfordelichen Nachfüllens mit Flüssigstickstoff 300 Stunden und bei einem Eingangsdruck von 1 Pa 50 Stunden.At a constant inlet pressure of 10 -1 Pa, the working time of a pumping element, the vessel of which has a volume of 8 liters, is 300 hours until a required refilling with liquid nitrogen and 50 hours at an inlet pressure of 1 Pa.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Die Erfindung kann zum Evakuieren von Anlagen zum Bedampfen und plasmachemischen Anlagen z.B. in der Elektronenindustrie, sowie zur Erzeugung eines ultrareinen ölfreien Vakuums in einem Druckbereich von 102 bis 10-7 Pa bei lösung mehrerer Aufgaben in der Vakuumtechnik zum Einsazt kommen.The invention can be used for evacuating plants for vapor deposition and plasma-chemical plants, for example in the electronics industry, and for producing an ultra-pure oil-free vacuum in a pressure range from 10 2 to 10 -7 Pa when solving several tasks in vacuum technology.

Claims (4)

1. Kryogene Adsorptionspumpe mit einem Gehäuse (1) mit einem Eingangstutzen (3) und den im Gehäuse (1) angeordneten einem Abpumpelement, enthaltend Adsorptionsmittel und ein Gefäß (4) für Kryomittel mit einer niedrigeren Temperatur, einem Strahlungsschirm, der das Abpumpelement umschließt und ein toroidförmiges Gefäß (15) für Kryomittel mit einer höheren Temperatur und eine Zarge (16) enthält, die am unteren Ende mit diesem Gefäß (15) und am oberen Ende mit dem Gehäuse (1) verbunden ist, und einem dünnwändigen Rohr (25), das in einem durch die Innenwand des Gefäßes (15) des Strahlungsschirms begrenzten Raum angeordnet und am unteren Ende mit dem Boden (28) des Gehäuses (1) luftdicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Wärmebrücke (24) enthält, die zwischen der Zarge (16) des Strahlungsschirms und dem Abpumpelement angeordnet und am oberen Ende an den Oberteil der Zarge (16) über deren gesamten Kreisumfang und am unteren Ende an das Gefäß (4) des Abpumpelementes über seinen gesamten Kreisumfang angeschlossen ist, und dadurch, daß das obere Ende des Rohrs (25) mit dem Gefäß (4) des Abpumpelementes luftdicht verbunden ist.1. Cryogenic adsorption pump with a housing (1) with an inlet connector (3) and arranged in the housing (1) a pumping element containing adsorbent and a vessel (4) for cryogenic agents with a lower temperature, a radiation shield which encloses the pumping element and contains a toroidal vessel (15) for cryogenic agents with a higher temperature and a frame (16) which is connected at the lower end to this vessel (15) and at the upper end to the housing (1), and a thin-walled tube (25) which is arranged in a space delimited by the inner wall of the vessel (15) of the radiation shield and is air-tightly connected at the lower end to the bottom (28) of the housing (1), characterized in that it contains a thermal bridge (24) which between the frame (16) of the radiation shield and the pumping element are arranged and at the upper end to the upper part of the frame (16) over its entire circumference and at the lower end to the vessel (4) d it is connected to the pumping element over its entire circumference, and in that the upper end of the tube (25) is connected in an airtight manner to the vessel (4) of the pumping element. 2. Kryogene Adsorptionspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zarge (16) des Strahlungsschirms Öffnungen (37) hat, die einen Raum (31) zwischen dem Gehäuse (1) und dem Strahlungsschirm mit einem Raum (36) zwischen dem Strahlungsschirm und der Wärmebrücke (24) verbinden.2. Cryogenic adsorption pump according to claim 1, characterized in that the frame (16) of the radiation shield has openings (37) which have a space (31) between the housing (1) and the radiation shield with a space (36) between the radiation shield and connect the thermal bridge (24). 3. Kryogene Adsorptionspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein toroidförmiges Gefäß (38) enthält, das im Inneren des Gefäßes (15) des Strahlungsschirms angeordnet ist und zwei Stutzen (39) aufweist, die aus dem Gehäuse (1) luftdicht hinausgeführt sind.3. Cryogenic adsorption pump according to claim 1 or 2, characterized in that it additionally contains a toroidal vessel (38) which is arranged in the interior of the vessel (15) of the radiation shield and has two nozzles (39) which from the housing (1 ) are led out airtight. 4. Kryogene Adsorptionspumpe nach einem der Ansprüche 1, 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Notventile (44, 45) enthält, die an den Eingangsstutzen (3) angeschlossen sind, wobei das erste (44) dieser Ventile mit der Außenluft und das zweite (45) mit dem Raum (31) zwischen dem Gehäuse (1) und dem Strahlungsschirm in Verbindung steht.4. Cryogenic adsorption pump according to one of claims 1, 2 and 3, characterized in that it contains two emergency valves (44, 45) which are connected to the inlet port (3), the first (44) of these valves with the outside air and the second (45) communicates with the space (31) between the housing (1) and the radiation shield.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1682628A1 (en) * 1988-03-10 1991-10-07 Институт Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср Cryoabsorption pump
JP2574586B2 (en) * 1990-11-19 1997-01-22 ライボルト アクチエンゲゼルシヤフト Method for regenerating a cryopump and a cryopump suitable for performing the method
US5261244A (en) * 1992-05-21 1993-11-16 Helix Technology Corporation Cryogenic waterpump
AT398849B (en) * 1992-09-08 1995-02-27 Sitte Hellmuth CHAMBER FOR FREEZING DRYING BY CRYOSORPTION
US5537833A (en) * 1995-05-02 1996-07-23 Helix Technology Corporation Shielded cryogenic trap
US5799493A (en) * 1996-09-05 1998-09-01 Helix Technology Corporation Corrosion resistant cryopump
US6154478A (en) * 1998-06-30 2000-11-28 The Boeing Company Chemical oxygen-iodine laser (coil)/cryosorption vacuum pump system
US6621848B1 (en) 2000-04-25 2003-09-16 The Boeing Company SECOIL reprocessing system
US6650681B1 (en) 2000-04-25 2003-11-18 The Boeing Company Sealed exhaust chemical oxygen-iodine laser system
US6438992B1 (en) * 2000-10-18 2002-08-27 Thermal Products Development, Inc. Evacuated sorbent assembly and cooling device incorporating same
US7320224B2 (en) * 2004-01-21 2008-01-22 Brooks Automation, Inc. Method and apparatus for detecting and measuring state of fullness in cryopumps
US20070051242A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-08 Petrik Viktor I Configurations and methods for assisted condensation

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT649808A (en) * 1960-05-06 1900-01-01
NL251342A (en) * 1960-05-07
US3335550A (en) * 1964-04-24 1967-08-15 Union Carbide Corp Cryosorption apparatus
US3310227A (en) * 1965-04-12 1967-03-21 Milleron Norman Surge and backstreaming porous diaphragm filter for vacuum system
US3371499A (en) * 1966-11-02 1968-03-05 Union Carbide Corp Cryosorption vacuum pumping system
US3416326A (en) * 1967-06-02 1968-12-17 Stuffer Rowen Efficient nitrogen trap
FR1549434A (en) * 1967-10-20 1968-12-13
FR2048253A5 (en) * 1969-12-01 1971-03-19 Air Liquide
DE2208743A1 (en) * 1971-02-26 1972-09-07 Air Liquide Method and device for gas transmission
FR2146100B2 (en) * 1971-07-16 1974-03-29 Air Liquide
SU547549A1 (en) * 1974-07-05 1977-02-25 Предприятие П/Я А-3605 Adsorption pump
SU659792A2 (en) * 1977-12-06 1979-04-30 Предприятие П/Я В-8851 Initial vacuum cryogenic trap
SU696176A2 (en) * 1978-04-12 1979-11-05 Предприятие П/Я В-8851 Adsorption pump
SU769080A1 (en) * 1978-07-31 1980-10-07 Предприятие П/Я В-8851 Cryogenic vacuum pump
SU992814A2 (en) * 1981-12-31 1983-01-30 Физико-технический институт низких температур АН УССР Cryogenic condensation pump
US4494381A (en) * 1983-05-13 1985-01-22 Helix Technology Corporation Cryopump with improved adsorption capacity
JPS6065287A (en) * 1983-09-20 1985-04-15 Toshiba Corp Cryosorption pump
SU1333833A1 (en) * 1985-08-19 1987-08-30 Организация П/Я М-5273 Cryoadsorption pump
SU1439278A1 (en) * 1987-03-09 1988-11-23 Предприятие П/Я Р-6681 Sorption vacuum pump
SU1698481A1 (en) * 1987-12-17 1991-12-15 Институт Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср Cryogenic adsorption pump
SU1698482A1 (en) * 1988-01-08 1991-12-15 Институт Анатилического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср Cryogenic condensate extraction pump
SU1682628A1 (en) * 1988-03-10 1991-10-07 Институт Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср Cryoabsorption pump

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KEINE WEITERE DOKUMENTEN ERMITTELT. *
See also references of WO8908780A1 *

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Publication number Publication date
WO1989008780A1 (en) 1989-09-21
SU1682628A1 (en) 1991-10-07
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WO1989008781A1 (en) 1989-09-21
JPH02503462A (en) 1990-10-18
JPH02503461A (en) 1990-10-18
AU4188589A (en) 1989-10-05
AU623387B2 (en) 1992-05-14
US4979369A (en) 1990-12-25
EP0394452A4 (en) 1991-01-23
US5014517A (en) 1991-05-14
EP0394452A1 (en) 1990-10-31
AU3286389A (en) 1989-10-05
AU615342B2 (en) 1991-09-26

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