EP0144523A2 - Getter-Sorptionspumpe mit Wärmespeicher für Hochvakuum- und Gasentladungsanlagen - Google Patents

Getter-Sorptionspumpe mit Wärmespeicher für Hochvakuum- und Gasentladungsanlagen Download PDF

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EP0144523A2
EP0144523A2 EP84109512A EP84109512A EP0144523A2 EP 0144523 A2 EP0144523 A2 EP 0144523A2 EP 84109512 A EP84109512 A EP 84109512A EP 84109512 A EP84109512 A EP 84109512A EP 0144523 A2 EP0144523 A2 EP 0144523A2
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EP
European Patent Office
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getter
sorption pump
gas discharge
heating element
sintered
Prior art date
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Withdrawn
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EP84109512A
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Heinz Ing. grad. Mägdefessel
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J7/00—Details not provided for in the preceding groups and common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J7/14—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H01J7/18—Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering
    • 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
    • F04B37/02—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by absorption or adsorption

Definitions

  • the invention relates to a getter sorption pump for high vacuum and gas discharge systems with at least one getter body made of non-evaporating getter material and an associated heating element.
  • the working temperature either had to be varied or the individual getters had to be kept at different temperatures with at least two heating circuits.
  • the invention has for its object to increase the specific performance of getter pumps with a simultaneous reduction in the required heating power and to stabilize long-term with the help of heat storage of the highest heat storage capacity.
  • the pumping speed of a getter body increases with its surface, i.e. also with its porosity, but the capacity with its mass. Both factors together determine the temporal stability over the amount of gas sorbed. Furthermore, this stability is influenced by the working temperature depending on the type of gas.
  • the reduction in the required heating output compared to the use of many individual getters results from the more economical use of the heating output from the heating element, e.g. a heating coil (less radiation losses).
  • the heat storage is achieved by the ceramic mass integrated into the construction.
  • the possibilities are extremely versatile and can be optimized in a practical way.
  • Another advantage of energy-saving heat storage is that the heat-related good pumping effect is retained for a long time after the heating voltage has been switched off. Such a shutdown is e.g. absolutely necessary in nuclear accelerator systems to avoid interference from external fields.
  • the slow cooling of the getter body has an advantageous effect in that the temperature-dependent, optimal pumping areas pass very slowly and thus all important gas type-related sorption maxima are recorded.
  • the figure shows the getter sorption pump schematically in section. This construction is characterized by the highest heat storage capacity.
  • the heating element 1 of the getter sorption pump is attached in the form of a heating spiral to a solid, threaded sintered ceramic body 2. Above this there is an insulating tube 3 made of ceramic and provided with a thread, onto which the getter body 4 is sintered, to be precise automatically toothed due to the shape.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Getter-Sorptionspumpe mit mindestens einem Getterkörper (4) aus nichtverdampfendem Gettermaterial und einem zugehörigen Heizelement (1). Es soll die spezifische Leistungsfähigkeit von Getterpumpen bei gleichzeitiger Herabsetzung der erforderlichen Heizleistung erhöht und mit Hilfe einer Wärmespeicherung höchster Wärmespeicherkapazität langzeitig stabilisiert werden. Die Erfindung sieht hierzu vor, daß das Heizelement (1) auf einem Sinterkeramikkörper (2) angebracht ist, und daß sich darüber ein lsolierrohr (3) befindet, auf das der Getterkörper (4) aufgesintert ist.
Eine erfindungsgemäße Getterpumpe findet in Hichvakuum- und Gasentladungsanlagen Verwendung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Getter-Sorptionspumpe für Hochvakuum- und Gasentladungsanlagen mit mindestens einem Getterkörper aus nichtverdampfendem Gettermaterial und einem zugehörigen Heizelement.
  • Um eine große Pumpleistung zu erzielen, mußten bisher eine Vielzahl von Einzelgettern zusammengeschaltet werden, wodurch sich der auf der Heizleistung bezogene Wirkungsgrad zunehmend verschlechterte, das Problem der Wärmeabführung sich vergrößerte sowie der Platzbedarf für die Unterbringung der Einzelgetter sich problematisch erhöhte. Um die Pumpleistung über längere Zeit zu stabilisieren mußte ständig Heizleistung zugeführt werden.
  • Da die gebräuchlichen Getterstoffe ihre optimalen Pumpfähigkeiten für verschiedene Gase nur bei bestimmten Temperaturen entfalten (selektive Pumpeigenschaften), mußte die Arbeitstemperatur entweder variiert werden oder mit mindestens zwei Heizstromkreisen die einzelnen Getter auf unterschiedliche Temperaturen gehalten werden.
  • In der Anwendungspraxis wurden diese notwendigen Maßnahmen in der Regel vernachlässigt, so daß die optimalen Gettereigenschaften der nichtverdampfenden Getter ungenutzt blieben. Auch die bisher bekannten Getterpumpen, die an Stelle vieler Einzelgetter einen größeren kompakten Getterkörper besitzen, weisen die wesentlichsten genannten Nachteile auf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,die spezifische Leistungsfähigkeit von Getterpumpen bei gleichzeitiger Herabsetzung der erforderlichen Heizleistung zu erhöhen und mit Hilfe einer Wärmespeicherung höchster Wärmespeicherkapazität langzeitig zu stabilisieren.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Getter-Sorptionspumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.
  • Die Pumpgeschwindigkeit eines Getterkörpers erhöht sich mit seiner Oberfläche, d.h. auch mit seiner Porösität, die Kapazität hingegen mit seiner Masse. Beide Faktoren zusammen bestimmen die zeitliche Stabilität über die sorbierte Gasmenge. Ferner wird diese Stabilität von der gasartabhängigen Arbeitstemperatur beeinflußt.
  • Größte Sicherheit bei beliebiger Porösität bietet die Verwendung eines gasdurchlässigen Sinterrohres aus Keramik oder anderem geeigneten Materials, z:B. Wolframpulver.
  • Die Herabsetzung der erforderlichen Heizleistung gegenüber der Verwendung von vielen Einzelgettern ergibt sich aus der wirtschaftlicheren Ausnutzung der Heizleistung aus dem Heizelement, z.B. einer Heizspirale (weniger Strahlungsverluste).
  • Die Wärmespeicherung wird durchdie in die Konstruktion integrierte Keramikmasse erzielt. Die Möglichkeiten sind außerordentlich vielseitig und zweckdienlich optimierbar.
  • Ein weiterer Vorteil der enegiesparenden Wärmespeicherung ist, daß die wärmebedingte gute Pumpwirkung längere Zeit erhalten bleibt, nachdem die Heizspannung abgeschaltet ist. Eine solche Abschaltung ist z.B. unbedingt erforderlich in Nuklear-Beschleunigeranlagen, um Störungen durch Fremdfelder zu vermeiden.
  • Außerdem wirkt sich die langsame Abkühlung des Getterkörpers dadurch vorteilhaft aus, daß die temperaturbedingten sekktiven optimalen Pumpbereiche sehr langsam durchfahren und damit alle wichtigen gasartbedingten Sorptionsmaxima erfaßt werden.
  • Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert.
  • Die Figur zeigt die Getter-Sorptionspumpe schematisch im Schnitt. Diese Konstruktion zeichnet sich durch höchste Wärmespeicherkapazität aus. Das Heizelement 1 der Getter-Sorptionspumpe ist in Form einer Heizspirale auf einen massiven, mit einem Gewinde versehenen Sinterkeramikkörper 2 angebracht. Darüber befindet sich ein aus Keramik bestehendes und mit einem Gewinde versehenes Isolierrohr 3 auf das der Getterkörper 4, und zwar aufgrund der Formgebung automatisch verzahnt, gesintert ist.

Claims (3)

1. Getterr-Sorptionspumpe für Hochvakuum- und Gasentladungsanlagen mit mindestens einem Getterkörper aus nichtverdampfenden Gettermaterial und einem zugehörigen Heizelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (1) auf einem Sinterkeramikkörper (2) angebracht ist, und daß sich darüber ein Isolierrohr (3) befindet, auf'das der Getterkörper (4) aufgesintert ist.
2. Getter-Sorptionspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (1) in Form einer Heizspirale auf einem massiven, mit einem Gewinde versehenen Sinterkeramikkörper (2) angebracht ist, und daß sich darüber ein aus Keramik bestehendes und mit einem Gewinde versehenes Isolierrohr (3) befindet, auf das der Getterkörper (4) gesintert ist.
3. Getter-Sorptionspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Getterkörper (4) aus Zirkon, Thorium, Tantal, Platin, Niob, Cer, Palladium sowie deren Mischungen oder Legierungen besteht.
EP84109512A 1983-09-09 1984-08-09 Getter-Sorptionspumpe mit Wärmespeicher für Hochvakuum- und Gasentladungsanlagen Withdrawn EP0144523A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3332660 1983-09-09
DE19833332660 DE3332660A1 (de) 1983-09-09 1983-09-09 Getter-sorptionspumpe mit waermespeicher fuer hochvakuum- und gasentladungsanlagen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0144523A2 true EP0144523A2 (de) 1985-06-19
EP0144523A3 EP0144523A3 (de) 1986-10-08

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ID=6208704

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EP84109512A Withdrawn EP0144523A3 (de) 1983-09-09 1984-08-09 Getter-Sorptionspumpe mit Wärmespeicher für Hochvakuum- und Gasentladungsanlagen

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US (1) US4534708A (de)
EP (1) EP0144523A3 (de)
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Also Published As

Publication number Publication date
DE3332660A1 (de) 1985-03-28
EP0144523A3 (de) 1986-10-08
US4534708A (en) 1985-08-13

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Inventor name: MAEGDEFESSEL, HEINZ, ING. GRAD.