CH653746A5

CH653746A5 - CRYOGENIC PUMP WITH RADIATION PROTECTION SHIELD.

Info

Publication number: CH653746A5
Application number: CH728580A
Authority: CH
Inventors: Kimo Merlin Welch
Original assignee: Varian Associates
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1980-09-29
Publication date: 1986-01-15
Also published as: FR2466639A1; DE3034934A1; GB2059512A; GB2059512B; JPS5652587A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kryogenpumpe gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a cryogenic pump according to the preamble of claim 1.

In einer zweistufigen Kryogenpumpe wird die erste Pumpstufe typischerweise auf einer Temperatur im Grössenord-nungsbereich von 50°K-80°Kund die zweite Pumpstufe auf kühlerer Temperatur im Grössenordnungsbereich von 10°K-20°K gehalten. Gase, wie Wasserdampf und Kohlendioxid werden durch Kondensation in der ersten Stufe mit der höheren Temperatur einer Kryogenpumpwirkung ausgesetzt, während Gase, wie Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Helium, Wasserstoff und Neon, für deren Kondensation oder Adsorption eine niedrigere Temperatur nötig ist, in der zweiten Stufe gepumpt werden. In a two-stage cryogenic pump, the first pump stage is typically kept at a temperature in the order of 50 ° K-80 ° Kund, the second pump stage at a cooler temperature in the order of 10 ° K-20 ° K. Gases such as water vapor and carbon dioxide are subjected to a cryogenic pumping action by condensation in the first stage at the higher temperature, while gases such as oxygen, nitrogen, argon, helium, hydrogen and neon require a lower temperature for their condensation or adsorption second stage can be pumped.

Wenn eine Pumpe dieser Art leistungsfähig arbeiten soll, muss die zweite Stufe mit der niedrigeren Temperatur gegenüber Wärmestrahlung von aussen abgeschirmt sein. Bisher sind dazu eine Vielzahl winkelförmiger Umlenkelemente in einer optisch dichten, insgesamt ebenen Anordnung zwischen der zweiten Stufe und der zu entleerenden Kammer angeordnet worden, um die zweite Stufe vor Wärmestrahlung von der Kammer abzuschirmen. Damit wird zwar die gewünschte Abschirmung erreicht, aber die dichte Anordnung aus Umlenkelementen stört die Gasströmung in die Pumpe. Eine Pumpe, die z.B. eintausend Liter pro Sekunde abführen kann, kann durch die Anordnung der Umlenkelemente in ihrem Pumpvermögen auf 150-250 Liter pro Sekunde eingeschränkt werden. If a pump of this type is to work efficiently, the second stage with the lower temperature must be shielded from external heat radiation. So far, a large number of angular deflection elements have been arranged in an optically dense, generally flat arrangement between the second stage and the chamber to be emptied, in order to shield the second stage from heat radiation from the chamber. Although the desired shielding is achieved, the dense arrangement of deflection elements interferes with the gas flow into the pump. A pump, e.g. can discharge a thousand liters per second, can be limited by the arrangement of the deflecting elements in their pumping capacity to 150-250 liters per second.

Es ist bereits eine verbesserte Anordnung aus winkelförmigen Umlenkelementen vorgeschlagen worden, die so gestaltet sind, dass sie die zweite Stufe im wesentlichen ein-schliessen oder umgeben. Durch Schaffung einer bedeutend vergrösserten Fläche für den Gaszutritt ermöglicht diese dreidimensionale Anordnung eine bedeutende Herabsetzung des Widerstandes gegen die Gasströmung zur zweiten Stufe im Vergleich zu der üblicheren ebenen Anordnung. Allerdings ist die dreidimensionale Anordnung verhältnismässig kompliziert und teuer in der Herstellung. An improved arrangement of angular deflection elements has already been proposed, which are designed in such a way that they essentially enclose or surround the second stage. By creating a significantly larger area for gas entry, this three-dimensional arrangement enables a significant reduction in resistance to gas flow to the second stage compared to the more common planar arrangement. However, the three-dimensional arrangement is relatively complicated and expensive to manufacture.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue und verbesserte Kryogenpumpe zu schaffen. Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine Kryogenpumpe der oben genannten Art zu schaffen, die mit Umlenkteilen zum Abschirmen der die niedrige Temperatur aufweisenden zweiten Stufe gegen Wärmestrahlung versehen ist und dabei gleichzeitig eine im wesentlichen ungehinderte Gasströmung zur zweiten Stufe ermöglicht. The object of the invention is to create a new and improved cryogenic pump. The object of the invention is also to provide a cryogenic pump of the type mentioned above, which is provided with deflecting parts for shielding the second stage which has the low temperature against heat radiation and at the same time enables an essentially unimpeded gas flow to the second stage.

Mit der Erfindung soll eine Kryogenpumpe der genannten Art geschaffen werden, die sich leicht und wirtschaftlich herstellen lässt. The invention is intended to create a cryogenic pump of the type mentioned which can be produced easily and economically.

Dies wird gemäss der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 erzielt. This is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: The invention is explained in more detail below with further advantageous details on the basis of schematically illustrated exemplary embodiments. In the drawings:

Fig. 1 eine teilweise schematisch und teilweise weggeschnitten gezeigte Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kryogenpumpe gemäss der Erfindung; Figure 1 is a partially schematic and partially cut-away side view of an embodiment of a cryogenic pump according to the invention.

Fig. 2 einen Teilschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1; Figure 2 is a partial section along the line 2-2 in Fig. 1.

Fig. 3 eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Betriebs der Umlenkteile beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1; 3 shows a schematic view for explaining the operation of the deflecting parts in the exemplary embodiment according to FIG. 1;

Fig. 4-9 schematische Ansichten weiterer Ausführungsbeispiele von Kryogenpumpen gemäss der Erfindung. 4-9 are schematic views of further exemplary embodiments of cryogenic pumps according to the invention.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die Pumpe eine insgesamt kreisförmige Bodenplatte 11 auf, auf derein insgesamt zylinderähnliches Gehäuse 12 angebracht ist. Das Gehäuse ist an seinem oberen Ende 13 offen, um eine Verbindung mit der zu entlee2 As shown in Fig. 1, the pump has an overall circular base plate 11 on which an overall cylinder-like housing 12 is mounted. The housing is open at its upper end 13 in order to connect it to the drain

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renden Kammer herstellen zu können, und der mittlere Bereich 14, der Seiten wand des Gehäuses ist nach aussen in radialer Richtung ausgebaucht, um eine ungehinderte Gasströmung innerhalb der Pumpe zu ermöglichen. Renden chamber to be able to produce, and the central region 14, the side wall of the housing is bulged outward in the radial direction to allow an unimpeded gas flow within the pump.

Die Kühlung erfolgt durch ein Kühlsystem mit geschlossenem Kreislauf, in welchem komprimiertes Heliumgas in zwei aufeinanderfolgenden Stufen expandiert. Zu diesem System gehört eine zweistufige Expandiervorrichtung 16, die an einen hier nicht gezeigten, entfernt angeordneten Kompressor angeschlossen ist. Die Expandiervorrichtung umfasst eine langgestreckte erste Stufe 17 mit einer ringförmigen entfernten Wand 18 sowie eine langgestreckte zweite Stufe 19. Die erste Stufe wird typischerweise auf einer Temperatur im Bereich von 50°K-80°K und die zweite Stufe auf einer Temperatur im Bereich von 10°K-20°K gehalten. Die Expandiervorrichtung erstreckt sich axial durch die Bodenplatte 11, an der sie mittels einer hier nicht gezeigten Einrichtung befestigt ist. The cooling is carried out by a closed-circuit cooling system in which compressed helium gas expands in two successive stages. This system includes a two-stage expansion device 16 which is connected to a remote compressor (not shown here). The expander includes an elongated first stage 17 with an annular distal wall 18 and an elongated second stage 19. The first stage is typically at a temperature in the range of 50 ° K-80 ° K and the second stage at a temperature in the range of 10 ° K-20 ° K held. The expanding device extends axially through the base plate 11, to which it is attached by means of a device, not shown here.

Die erste Stufe der Pumpe weist eine an der Wand 18 der Expandiervorrichtung angebrachte, insgesamt kreisförmige Stützplatte 21 auf, deren äusserer Bereich 22 bis unterhalb der Wand der Expandiervorrichtung versetzt ist. Die Stützplatte ist an der Wand der Expandiervorrichtung mittels Halteschrauben 23 befestigt und steht in inniger Wärmeberührung mit der Wand der Expandiervorrichtung. Mit Abstand oberhalb der Stützplatte ist ein Haltering 26 vorgesehen, und in Kreisrichtung um die Stützplatte und den Haltering herum ist eine Vielzahl sich axial erstreckender Blätter 27 so angeordnet, dass sie eine insgesamt zylinderähnliche Pumpfläche für die erste Stufe bilden. Die Blätter sind an der Stützplatte und am Ring mittels Schrauben 28 befestigt, so dass sich eine feste Konstruktion ergibt, an deren oberem Ende eine Einlassöffnung 29 vorgesehen ist. Die Blätter 27 sind so gebogen, dass sie eine radial nach aussen weisende Ausbuchtung 31 bilden, damit die Einengung der Gasströmung in der Nähe der zweiten Stufe der Pumpe verringert wird. The first stage of the pump has an overall circular support plate 21 attached to the wall 18 of the expanding device, the outer area 22 of which is offset to below the wall of the expanding device. The support plate is fastened to the wall of the expanding device by means of retaining screws 23 and is in intimate heat contact with the wall of the expanding device. A retaining ring 26 is provided at a distance above the support plate, and a plurality of axially extending blades 27 are arranged in a circular direction around the support plate and the retaining ring in such a way that they form an overall cylinder-like pump surface for the first stage. The blades are fastened to the support plate and to the ring by means of screws 28, so that there is a solid construction, at the upper end of which an inlet opening 29 is provided. The blades 27 are bent so that they form a radially outward bulge 31, so that the constriction of the gas flow in the vicinity of the second stage of the pump is reduced.

Zur zweiten Stufe der Pumpe gehört eine am oberen Ende der Stufe 19 der Expandiervorrichtung angebrachte, sich radial erstreckende Platte 36, von der eine kegelstumpfför-mige äussere Wand 37 und eine zylindrische innere Wand 38 herabhängen. Die zweite Stufe ist als einteilige Konstruktion hergestellt und steht in inniger Wärmeberührung mit der oberen Wand der Expandiervorrichtung, an der sie mittels Halteschrauben 39 befestigt ist. Die zweite Stufe ist koaxial innerhalb der ersten Stufe angeordnet. The second stage of the pump includes a radially extending plate 36 attached to the upper end of stage 19 of the expanding device, from which a frustoconical outer wall 37 and a cylindrical inner wall 38 hang. The second stage is made as a one-piece construction and is in intimate heat contact with the top wall of the expanding device, to which it is attached by means of retaining screws 39. The second stage is arranged coaxially within the first stage.

Zum Abschirmen der zweiten Stufe der Pumpe gegenüber einer direkten Sichtlinienstrahlung von der zu entleerenden Kammer ist eine Einrichtung vorgesehen, die ein oberes Umlenkteil 41 und ein unteres Umlenkteil 42 aufweist, To shield the second stage of the pump against direct line-of-sight radiation from the chamber to be emptied, a device is provided which has an upper deflection part 41 and a lower deflection part 42,

welche mit axialem Abstand voneinander zwischen der ersten und zweiten Stufe vorgesehen sind. Das Umlenkteil 41 hat einen insgesamt ebenen mittleren Bereich 43, der zwischen der Einlassöffnung 29 und der Platte 36 liegt, während sich ein kegelstumpfförmiger Bereich 44 neben dem oberen Bereich der Wand 37 nach unten und aussen erstreckt. Das Umlenkteil 42 weist ein kegelstumpfförmiges Element auf, welches mit Abstand unterhalb des Bereichs 44 des Umlenkteils angeordnet ist und einen grösseren Durchmesser hat als der kegelstumpfförmige B.ereich 44 des Umlenkteils 41. Dieser Abstand reicht, um eine im wesentlichen ungehinderte Gasströmung zwischen den Umlenkteilen zu ermöglichen. Die Umlenkteile werden auf der Temperatur der ersten Stufe gehalten und haben einen Abstand von den Wänden der zweiten Stufe. Das untere Umlenkteil ist von auf der Stützplatte 21 angebrachten Stangen 46 und das obere Umlenkteil von Stangen 47 abgestützt, die sich zwischen den Umlenkteilen erstrecken. which are provided at an axial distance from one another between the first and second stages. The deflecting part 41 has a generally flat central region 43 which lies between the inlet opening 29 and the plate 36, while a frustoconical region 44 extends downwards and outwards next to the upper region of the wall 37. The deflection part 42 has a frustoconical element which is arranged at a distance below the area 44 of the deflection part and has a larger diameter than the frustoconical area 44 of the deflection part 41. This distance is sufficient to allow an essentially unimpeded gas flow between the deflection parts enable. The deflection parts are kept at the temperature of the first stage and are at a distance from the walls of the second stage. The lower deflecting part is supported by rods 46 mounted on the support plate 21 and the upper deflecting part by rods 47 which extend between the deflecting parts.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Aussenflächen der Blätter 27 z.B. durch Vernickeln stark reflektierend ausgebildet sein, während die Innenseite des Gehäuses 12 der Pumpe elektropoliert ist, um den Strahlungswärmeübergang zwischen diesen Körpern zu verringern. Die nach oben weisenden Flächen der Umlenkteile 41, 42 sind gleichfalls beispielsweise durch Vernickeln stark reflektierend gestaltet, so dass die Strahlungsenergie von aussen liegenden Quellen zu den Wänden der ersten Stufe oder durch die Einlassöffnung aus der Pumpe herausreflek-tiert wird. Die Innenflächen der Blätter 27 sind geschwärzt, um zu verhindern, dass Wärmestrahlung von aussen zur zweiten Stufe reflektiert wird. Die Innenflächen der zweiten Stufe (d.h. die Unterseite der Platte 36, die Innenfläche der Wand 37 sowie die Innen- und Aussenseite der Wand 38) In the preferred embodiment, the outer surfaces of the leaves 27 may e.g. be made highly reflective by nickel plating, while the inside of the housing 12 of the pump is electropolished in order to reduce the radiation heat transfer between these bodies. The upward-facing surfaces of the deflecting parts 41, 42 are likewise designed to be highly reflective, for example by nickel plating, so that the radiation energy is reflected from outside sources to the walls of the first stage or through the inlet opening out of the pump. The inner surfaces of the blades 27 are blackened to prevent heat radiation from being reflected from the outside to the second stage. The interior surfaces of the second stage (i.e. the underside of the plate 36, the interior surface of the wall 37 and the interior and exterior of the wall 38)

sind vorzugsweise mit einem kryosorbierenden Material, wie Aktivkohle oder einem künstlichen Zeolit beschichtet. are preferably coated with a cryosorbing material such as activated carbon or an artificial zeolite.

Das in Fig. 1-3 gezeigte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: Eine zu entleerende Kammer wird mit der Einlassöffnung 29 in Gasverbindung gebracht und der mit der Expandiervorrichtung 16 verbundene Kompressor betätigt, um die erste Pumpstufe auf einer Temperatur im Bereich von 50°K-80°K und die zweite Pumpstufe auf einer Temperatur im Bereich von 10°K-20°Kzu halten. Gase, wie Wasserdampf und Kohlendioxid kondensieren an der Pumpoberfläche, die die Innenwände der Blätter 27 der ersten Pumpstufe bilden. Gase, wie Helium, Wasserstoff und Neon werden an den Innenwandflächen der zweiten Stufe adsorbiert, während Gase, wie Sauerstoff, Stickstoff und Argon an allen Oberflächen der zweiten Stufe durch Kondensation gepumpt werden. Das obere Umlenkteil 41 verhindert, dass Wärmestrahlung von aussen auf den Bereich der zweiten Stufe oberhalb des Umlenkteils 42 fällt, und das Umlenkteil 42 verhindert, dass Strahlung von aussen den unteren Bereich der zweiten Stufe erreicht. Durch den Abstand von der zweiten Stufe und voneinander stören die Umlenkteile die Gasströmung zur zweiten Stufe nicht nennenswert. The exemplary embodiment shown in FIGS. 1-3 works as follows: a chamber to be emptied is brought into gas connection with the inlet opening 29 and the compressor connected to the expansion device 16 is actuated to bring the first pump stage to a temperature in the range of 50 ° K-80 ° K and the second pump stage at a temperature in the range of 10 ° K-20 ° K. Gases such as water vapor and carbon dioxide condense on the pump surface which form the inner walls of the blades 27 of the first pump stage. Gases such as helium, hydrogen and neon are adsorbed on the interior wall surfaces of the second stage, while gases such as oxygen, nitrogen and argon are pumped on all surfaces of the second stage by condensation. The upper deflection part 41 prevents heat radiation from outside from falling onto the region of the second stage above the deflection part 42, and the deflection part 42 prevents radiation from the outside from reaching the lower region of the second stage. Due to the distance from the second stage and from each other, the deflection parts do not significantly disrupt the gas flow to the second stage.

Die Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 4-9 sind ausser hinsichtlich der Umlenkanordnung im wesentlichen ähnlich dem in Fig. 1-3 gezeigten Ausführungsbeispiel, so dass für die gleichen Elemente bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen die gleichen Bezugszeichen verwendet sind. In den Fig. 3-9 ist mit gestrichelten Linien die äussere Abgrenzung der durch die Einlassöffnung von der Kammer in die Kryogenpumpe eintretenden Sichtlinienstrahlung markiert. With the exception of the deflection arrangement, the exemplary embodiments according to FIGS. 4-9 are essentially similar to the exemplary embodiment shown in FIGS. 1-3, so that the same reference numerals are used for the same elements in the different exemplary embodiments. The outer delimitation of the line of sight radiation entering the cryogenic pump through the inlet opening from the chamber is marked with dashed lines in FIGS. 3-9.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 ist nur ein einziges Umlenkteil 51 vorgesehen, welches einen insgesamt ebenen mittleren Bereich 52 und einen davon herabhängenden kegelstumpfförmigen äusseren Bereich 53 hat. Der mittlere Bereich des Umlenkteils ist axial zwischen der Einlassöffnung und der oberen Platte 36 angeordnet und schützt vor direkter Wärmestrahlung durch die Einlassöffnung 29. Der Neigungswinkel des kegelstumpfförmigen Bereichs 53 ist so gewählt, dass eine maximale Gasströmung von der Einlassöffnung zur zweiten Stufe möglich ist. In the exemplary embodiment according to FIG. 4, only a single deflecting part 51 is provided, which has an overall flat central region 52 and an outer region 53 shaped like a truncated cone. The middle region of the deflection part is arranged axially between the inlet opening and the upper plate 36 and protects against direct heat radiation through the inlet opening 29. The angle of inclination of the frustoconical region 53 is selected such that a maximum gas flow from the inlet opening to the second stage is possible.

Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel ähnelt dem gemäss Fig. 4, hat nur statt einer massiven Platte zum Abschirmen des oberen Bereichs der zweiten Stufe eine konzentrische Anordnung 56 aus winkelförmigen Umlenkelementen. Zu dieser Anordnung gehört ein kegelstumpfförmiger äusserer Bereich 57 ähnlich dem Bereich 53 gemäss Fig. 4. Dies Ausführungsbeispiel ermöglicht zusätzlichen Gaszutritt zur zweiten Stufe der Pumpe durch die Anordnung 56 der Umlenkelemente. The embodiment shown in FIG. 5 is similar to that according to FIG. 4, only has a concentric arrangement 56 made of angular deflection elements instead of a solid plate for shielding the upper area of the second stage. This arrangement includes a frustoconical outer region 57 similar to region 53 according to FIG. 4. This embodiment enables additional gas access to the second stage of the pump through the arrangement 56 of the deflection elements.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6 weist der Strahlungsschutzschild ein inneres Umlenkteil 61 axial im Abstand oberhalb der zweiten Stufe und ein äusseres Umlenkteil 62 auf, welches koaxial und im wesentlichen in der gleichen Ebene mit dem Umlenkteil 61 angeordnet ist. Das Umlenkteil In the exemplary embodiment according to FIG. 6, the radiation protection shield has an inner deflection part 61 axially at a distance above the second stage and an outer deflection part 62 which is arranged coaxially and essentially in the same plane with the deflection part 61. The deflecting part

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61 hat einen insgesamt ebenen mittleren Bereich 63 und einen davon herabhängenden kegelstumpfförmigen äusseren Bereich 64. Das Umlenkteil 62 ist ein kegelstumpfförmiges Umlenkelement von grösserem Durchmesser als der kegel-stumpfförmige Bereich des Umlenkteils 61. Das innere Umlenkteil schirmt den oberen Bereich der zweiten Stufe vor Strahlung von aussen ab, während das Umlenkteil 62 den unteren Bereich der Stufe abschirmt. Wie bei den anderen Ausführungsbeispielen ist der Abstand und die Grösse der Umlenkteile so gewählt, dass die Gase frei zwischen den Umlenkteilen und den Wänden der Stufen fliessen können. 61 has an overall flat central area 63 and a truncated cone-shaped outer area 64 hanging therefrom. The deflection part 62 is a truncated cone-shaped deflection element of larger diameter than the frustoconical area of the deflection part 61. The inner deflection part shields the upper area of the second stage from radiation from the outside, while the deflecting part 62 shields the lower region of the step. As with the other exemplary embodiments, the distance and the size of the deflecting parts are selected such that the gases can flow freely between the deflecting parts and the walls of the steps.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7 weist der Strahlungsschutzschild eine Umlenkplatte 66 oberhalb der zweiten Pumpstufe und ein Paar kegelstumpfförmige Umlenkteile 67, 68 in axialem Abstand voneinander in der Nähe der Wand 37 auf. Die Platte 66 hat einen grösseren Durchmesser als die obere Platte 36 der zweiten Stufe, und das untere Umlenkteil 68 hat einen grösseren Durchmesser als das obere Umlenkteil 67. In the exemplary embodiment according to FIG. 7, the radiation protection shield has a deflection plate 66 above the second pump stage and a pair of frusto-conical deflection parts 67, 68 at an axial distance from one another in the vicinity of the wall 37. The plate 66 has a larger diameter than the upper plate 36 of the second stage, and the lower deflection part 68 has a larger diameter than the upper deflection part 67.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 8 weist der Strahlungsschutzschild ein Umlenkteil 71 auf, welches oberhalb der zweiten Stufe angeordnet ist, sowie eine Vielzahl von Umlenkelementen 72-74, die axial im Abstand voneinander neben der zweiten Stufe vorgesehen sind. Das Umlenkteil 71 In the exemplary embodiment according to FIG. 8, the radiation protection shield has a deflection part 71, which is arranged above the second stage, and a multiplicity of deflection elements 72-74, which are provided axially at a distance from one another next to the second stage. The deflection part 71

hat einen insgesamt ebenen mittleren Bereich 76 und einen kegelstumpfförmigen äusseren Bereich 77. Die Umlenkelemente 72-74 sind kegelstumpfförmig und von zunehmend grösserem Durchmesser zum Boden der zweiten Stufe hin. has a generally flat central region 76 and an outer region 77 in the shape of a truncated cone. The deflecting elements 72-74 are frustoconical and have an increasingly larger diameter towards the bottom of the second stage.

5 Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 weist der Wärmeschutzschild eine insgesamt kreisförmige Platte 79 auf, die oberhalb der zweiten Stufe angeordnet ist, sowie eine Vielzahl sich radial erstreckender ringförmiger Platten 81-84, die axial einen Abstand voneinander neben der zweiten Stufe 10 haben und zum Boden der Stufe hin einen zunehmend grösseren Durchmesser aufweisen. Durch die gegenseitigen Abstände und die begrenzte radiale Ausdehnung dieser Umlenkplatten ist eine verhältnismässig ungehinderte Gasströmung zur zweiten Stufe möglich, während diese Stufe 15 gegenüber Wärmestrahlung von aussen abgeschirmt ist. 5 In the exemplary embodiment according to FIG. 9, the heat shield has an overall circular plate 79, which is arranged above the second step, and a plurality of radially extending annular plates 81-84, which are axially spaced apart from one another next to the second step 10 and for Bottom of the step have an increasingly larger diameter. Due to the mutual distances and the limited radial expansion of these deflection plates, a relatively unimpeded gas flow to the second stage is possible, while this stage 15 is shielded from heat radiation from the outside.

Auch wenn die Pumpstufe und das Gehäuse der Pumpe hier mit radial nach aussen ausgebuchteten Seiten wänden für eine bessere Gasströmung bei allen gezeigten Ausführungs-20 beispielen erläutert sind, ist klar, dass die Erfindung nicht auf diese spezielle Wandkonstruktion beschränkt ist, und dass die hier gezeigten Umlenkanordnungen auch bei geraden zylindrischen Wänden oder einer beliebigen anderen Wandkonstruktion vorgesehen sein können. Even if the pump stage and the housing of the pump are explained here with radially outwardly bulging side walls for a better gas flow in all the exemplary embodiments shown, it is clear that the invention is not restricted to this special wall construction, and that those shown here Deflection arrangements can also be provided for straight cylindrical walls or any other wall construction.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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PATENT CLAIMS

1. cryogenic pump (12) for removing gases from a chamber, characterized by an inlet opening (29) for gas communication with the chamber, a first stage (17) which extends axially against the inlet opening and has a pump surface (27) which maintained at a first temperature to remove a portion of the gases, a second stage (19) having a pump surface (36,37,38) maintained at a lower temperature than the first temperature to remove a portion of the Removing gases, wherein a deflecting part (51) or axially spaced deflecting parts (41,42,66,68) is or are arranged between the first and the second stage in order to shield the pump surface of the second stage against direct radiation against the inlet opening and at the same time to enable a substantially unimpeded flow of the gases from the inlet opening to the second stage.

2. Cryogenic pump according to claim 1, characterized in that the pump surface of the second stage is arranged coaxially within the pump surface of the first stage and that the deflecting parts extend radially between the pump surfaces of the stages.

3. Cryogenic pump according to claim 1, characterized in that the radial expansion of the deflecting parts (41, 42) increases away from the inlet opening.

4. Cryogenic pump according to claim 1, characterized in that a first deflecting part (41) has a first section (43) arranged axially between the inlet opening and the pumping surface of the second stage and a frustoconical section (44) which extends from the first Section extends outward and away from the inlet opening.

5. Cryogenic pump according to claim 4, characterized in that a frustoconical deflection part (42) is arranged coaxially around the pumping surface of the second stage and has a larger maximum diameter than the frustoconical section (44) of the first deflection part.

6. Cryogenic pump according to claim 1, characterized in that the pump surface of the first stage is blackened to prevent reflection of thermal energy from the inlet opening to the pump surface of the second stage.

7. Cryogenic pump according to claim 1, characterized in that the deflecting parts are kept essentially at the temperature of the first stage.

8. Cryogenic pump according to claim 1, characterized in that the pump surface (27) for the first stage has an inlet opening at one end for gas connection with the chamber and a cylinder-like pump surface.

9. The cryogenic pump according to claim 8, characterized in that the pumping surface of the first stage has a ring (26) near the inlet opening, a support plate (21) at the end of the pumping surface of the first stage opposite the inlet opening and a plurality of individual blades (27 ) which extend between the ring and the plate and form the cylinder-like pump surface.

10. Cryogenic pump according to claim 9, characterized in that the blades are designed so that they form a radial bulge for increased gas flow in the vicinity of the pump surface of the second stage.

11. Cryogenic pump according to one of the preceding claims, characterized in that the deflecting part or the axially spaced deflecting parts have at least a part which surrounds the second stage.