Getter-Sorptionspumpe mit Wärmespeicher für Hochvakuum- und Gasentladungsanlagen

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.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Getter-Sorptionspumpe für Hochvakuum- und Gasentladungsanlagen mit mindestens einem Getterkörper aus nichtverdampfendem Gettermaterial und einem zugehörigen Heizelement.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Getter-Sorptionspumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.

[0008] 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.

[0009] Größte Sicherheit bei beliebiger Porösität bietet die Verwendung eines gasdurchlässigen Sinterrohres aus Keramik oder anderem geeigneten Materials, z:B. Wolframpulver.

[0010] 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).

[0011] Die Wärmespeicherung wird durchdie in die Konstruktion integrierte Keramikmasse erzielt. Die Möglichkeiten sind außerordentlich vielseitig und zweckdienlich optimierbar.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert.

[0015] 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.

Ansprüche

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.

Zeichnung