CS244014B1

CS244014B1 - Sublimed substances' vacuum purification and cleaning method and device for application of this method

Info

Publication number: CS244014B1
Application number: CS845947A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Petru; Zdenka Vesela; Josef Fajt
Original assignee: Frantisek Petru; Zdenka Vesela; Josef Fajt
Priority date: 1984-08-06
Filing date: 1984-08-06
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS594784A1

Abstract

Podstatou způsobu je, Že čištění probíhá v uzavřeném prostoru s molekulovým sítem odplyněným ve vakuu vySSím, než je tenze par čištěné látky při dané teplotě, a to následně za sebou nejméně ve dvou oddělených stupních. Způsob umožňuje zařízení, jehož podstatou je, že sestává z dvojic vakuově odplyněných ampulek, z nichž jedna ampulka z dvojice obsahuje vakuově odplyněné molekulové síto a druhá je opatřena rozbíjecím ventilem.The essence of the method is that the cleaning is in progress in a closed molecular space a sieve degassed in a vacuum greater than the vapor pressure of the purified substance at a given temperature, followed by at least two separate steps. The method allows the device, the essence of which is that it consists of pairs of vacuum degassed ampoules of which one ampoule the pair contains vacuum degassed molecular the screen and the other is provided with a breaker valve.

Description

k provádění tohoto způsobuto perform this method

Podstatou způsobu je, Že čištění probíhá v uzavřeném prostoru s molekulovým sítem odplyněným ve vakuu vySSím, než je tenze par čištěné látky při dané teplotě, a to následně za sebou nejméně ve dvou oddělených stupních.The essence of the method is that the purification takes place in an enclosed space with a molecular sieve degassed in a vacuum higher than the vapor pressure of the substance to be purified at a given temperature, in succession in at least two separate stages.

Způsob umožňuje zařízení, jehož podstatou je, že sestává z dvojic vakuově odplyněných ampulek, z nichž jedna ampulka z dvojice obsahuje vakuově odplyněné molekulové síto a druhá je opatřena rozbíjecím ventilem.The method allows a device, which consists essentially of pairs of vacuum degassed vials, one vial of which contains a vacuum degassed molecular sieve and the other is provided with a break valve.

Obr. 1cGiant. 1c

Vynález se týká způsobu vakuového čištění a plnění sublimovetelných látek a zařízení k provádění tohoto způsobu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for vacuum cleaning and filling of sublimable substances and to an apparatus for carrying out the method.

Při použití sublimovetelných látek jako halogenů, nepř. jódu a bromu, pro spektroskopické účely a v posledních letech jeko absorpčního prostředí pro lasery, je velkým problémem zajištění jejich vysoké čistoty, nebol se snadno znečistí již pří krátkém styku s atmosférou, hlavně vodními parami e dále plyny Ng’ °2’ ^A) ^c°2*When sublimable substances such as halogens are used, e.g. iodine and bromine, for spectroscopic purposes and in recent years as an absorption environment for lasers, is a big problem to ensure their high purity, because it is not easily polluted even by brief contact with the atmosphere, especially water vapors and gases Ng '° 2' ^A ) ^c ° 2 *

Byly proto vypracovány různá metody získání čisté látky. VSechny zahrnují jako přípravu vyčistění vakuového prostoru, tj. ampulí a kyvet odplynSním za vysoké teploty a při vysokém vakuu. K vlastnímu vysuBení např. jódu se často používá (kysličníku fosforečného) i když přináSí nebezpečí vytvoření sloučenin nepř, s jódem. DalSím používaným sorbentem je aktivní uhlí a posléze i molekulové síto.Different methods of obtaining a pure substance have therefore been developed. All include, as a preparation, cleaning of the vacuum space, i.e. ampoules and cuvettes by high temperature and high vacuum degassing. It is often used (phosphorus pentoxide) to dry out, for example, iodine, although it carries the risk of forming compounds with iodine. Another sorbent used is activated carbon and then a molecular sieve.

Dosavadní postup plnění jódové kyvety je například následující: Komerční, vysoce čistý jód, je nasublimován za neustálého čerpání ve vakuové aparatuře přes zahřívané molekulové síto typu 4A do evakuované a odplyněné ampule s rozbíječi® ventilem.The current iodine cuvette filling process is, for example, as follows: Commercial, high purity iodine is sublimed by continuous pumping in a vacuum apparatus through a heated type 4A molecular sieve into an evacuated and degassed ampule with a breaker valve.

Ampule je pak netavena na vakuovou aparaturu spolu s kyvetou, která mé být naplněna jódem. Kyveta je vyhřívána několik dní na vysokou teplotu při vysokém vakuu, pak je čerpání zasteveno, rozbit rozbíječi ventil a při zahřívání ampule a chlazení palce kyvety je jód sublimován do kyvety, která je pak při dosažení potřebného množství jódu odtavena.The ampoule is then not fused to a vacuum apparatus along with a cuvette that should be filled with iodine. The cuvette is heated for several days to high temperature under high vacuum, then pumping is halted, broken breaker valve and while heating the vial and cooling the thumb of the cuvette, the iodine is sublimed into the cuvette, which is then melted when the necessary amount of iodine is reached.

Nevýhodou tohoto způsobu čiStění a plnění je, že jód je čiStěn pomocí molekulového síta jen v jednom stupni při nižSím vakuu, nikoliv ve vysokém vakuu, příp. ultravakuu. Skutečnost, že nelze při dosavadním způsobu dokonale odplynit (vyčistit) molekulové síto, je dána tím, že tlak par, např. halogenů, je při normální teplotě dosti vysoký, nelze tedy proces čiStění provést ve vakuu vyšěím než, je tento tlak par, např. halogenů, tj. ve vysokém V8kuu, příp. ultrazvuku.The disadvantage of this method of purification and filling is that the iodine is purified by means of a molecular sieve in only one stage at a lower vacuum, not in a high vacuum or a high vacuum. ultravakuu. The fact that the molecular sieve cannot be completely degassed (cleaned) in the prior art is due to the fact that the vapor pressure, e.g. of halogens, is quite high at normal temperature, so the vacuum cleaning process cannot be performed higher than this vapor pressure, e.g. halogens, i.e. in the high V8kuu, respectively. ultrasound.

Vyšší čistoty látky a bez dalSího znečiSlování vakuové aparatury touto agresivní látkou lze dosáhnout postupem podle vynálezu, jehož podstatou je že čiStění probíhá v uzavřeném prostoru s molekulovým sítem, odplyněným ve vakuu vySěím, než je tenze par čiStěné látky při dané teplotě, a to následovně za sebou nejméně ve dvou oddělených stupních.Higher purity of the substance and without further contamination of the vacuum apparatus with this aggressive substance can be achieved by the process according to the invention, which consists in that the purification takes place in an enclosed space with a molecular sieve degassed under vacuum higher than the vapor pressure of the substance at a given temperature. in at least two separate stages.

Podstata zařízení pro tento způsob vakuového čiStění a plnění s blimovaných látek spočívá v tom, že sestává z dvojic vakuovS odplynSných ampulek, z nichž jedna ampulka z dvojice obsahuje vakuová odplyněné molekulové síto 8 druhá ampulka z dvojice je opatřena rozbijecía ventilem.The principle of the device for this method of vacuum cleaning and filling with blended substances consists in that it consists of pairs of vacuum degassed vials, one vial of which contains a vacuum degassed molecular sieve 8 the other vial of the pair is equipped with a breaking valve.

Hlavní výhodou je, že proces ČiStění pomocí molekulových alt je provádSn a molekulovým aített, která ae nejprve odplyní při vysokém, příp. ultravýaokém vakuu a teprve potom probíhá vlastní čisticí proces v uzavřeném prostoru s přítomností par čiStSné látky.The main advantage is that the process of purification by means of molecular alloys is carried out with molecular alloys which first degass at high or high temperatures. ultra-high vacuum and only then the actual cleaning process is carried out in a closed space with the presence of vapor of the cleaning agent.

Uimo to lze zvySovat čistotu aublimovaná látky zvyBovánlm počtu stupňů dvojic ampulek s velkou úsporou čaeu na vakuová OdplynSní dvojic ampulek před tím, než je do nich postupnS nasublimována ČiStSné látka.In addition, the purity of the aublimated substance can be increased by increasing the number of ampoule pairs with great savings of time to vacuum degassing of the pairs of ampoules before the pure substance is gradually sublimed into them.

Umístění čiStSné látky do výchozí ampulky a první stupeň SiStSní ae provádí na pomocná čerpací aparatuře, zatímco vBechny následující atupnS SiStSní se dějí na ultrazvukové aparatuře, která zajistí dokonalá OdplynSní jak molekulového síta, tak věech dalělch ampulek a konečnS i samotných kyvet.Placing the cleansing agent into the starting vial and the first stage is done on the auxiliary pumping apparatus, while all subsequent steps are performed on the ultrasonic apparatus, which ensures perfect degassing of both the molecular sieve and all other ampoules and ultimately the cells themselves.

Proces čištění zahrnuje více stupňů, přičemž první z nich představuje čištění (odply*· jíiění) molekulového síta, které je separováno od čištěné látky a probíhá ve vysokém, příp. ultravysokém vakuu, druhý stupeň představuje vlastní čištění pomocí dvojice molekulové síto - ampule s látkou a dále se celý proces znovu opakuje v další dvojici ampulek.The purification process comprises a plurality of stages, the first of which is purification (degassing) of the molecular sieve which is separated from the substance to be purified and is carried out in a high or high purity. ultra-high vacuum, the second stage represents the actual purification using a pair of molecular sieve-ampoules with the substance and the process is repeated in another pair of ampoules.

Vynález blíže objasní výkresy, kde na obr. 1a, tb jsou znázorněny jednotlivá stupně, na obr. 1c detail ampulky s molekulovým sítem na obr. 2 vícestupňová spojení a na obr. 3 detail závěrečného postupu.The invention will be explained in more detail in the drawings, in which FIGS. 1a, tb show the individual stages, in FIG. 1c a detail of the molecular sieve vial in FIG.

Na obr. 1a je za pomocnou čerpací aparaturu 1 připojena výchozí ampulka £ pro jód s vrchní čáetí £, dále první ampulka χ z první dvojice, naplněná molekulovým sítem £ a druhá ampulka £ a prvním rozbljecím ventilem £.In Fig. 1a, an auxiliary pumping apparatus 1 is connected to an initial vial (i) with an upper part (i), a first vial (χ) from the first pair filled with a molecular sieve (a) and a second vial (a) and a first burst valve (£).

Obr. 1b představuje stav po odřezání vrchní části 8 výchozí ampulky £, nasypání jódu £ a opětovném zatavení. Na obr. 1c je detail provedení první ampulky X s molekulovým sítem £. Výchozí ampulka £ pro jód a první dvojice ampulek X, £ se v době vyhřívání uzavírá do vyhřívací pícky χ.Giant. 1b shows the state after cutting off the top part 8 of the starting ampoule 6, pouring iodine 6 and resealing. Fig. 1c is a detail of an embodiment of a first molecular sieve ampoule X. The initial iodine vial £ and the first pair of vials X,, at the time of heating are enclosed in a heating furnace χ.

Na obr. 2 je znázorněna ultravakuová čerpací aparatura £2., na kterou je připojena druhá ampulka £ s jódem £, uzavřená prvním rozbíječím ventilem £ s železným válečkem j£ a dále třetí ampulka 13 e molekulovým sítem £ a pátá ampulka 15 s molekulovým sítem £ a čtvrtá ampulka 14 a ěeetá ampulka ££, obě opatřeny rozbljecím ventilem ££ a ££.FIG. 2 shows an ultra-vacuum pumping apparatus 52 to which a second vial of iodine 6 is connected, closed by a first iron-break valve 8, a third vial 13e of molecular sieve 6 and a fifth vial 15 of molecular sieve 6. And a fourth ampoule 14 and a fifth ampoule, both provided with a breakaway valve 34 and 34.

Druhou dvojici tvoří třetí ampulka 13 ββ čtvrtou ampulkou 14 a třetí dvojici pátá ampulka 15 se ěestou ampulkou l£. Druhá a třetí dvojice jsou od sehe odděleny rozdělovacím rozbíječím ventilem 17 s železným válečkem 11. aviek v době svého čištění jsou propojeny a na jejich oddělení je připraveno salkrcená mleto ££ ne apojovací trubičce 18. V době vyhřívání jsou druhá a třetí dvojice ampulek IX, 14. 1£, 16 uzavřeny do vyhřívací pícky 2.The second pair consists of a third ampoule 13 ββ with a fourth ampoule 14 and a third pair of a fifth ampoule 15 with a sixth ampoule 14. The second and third pairs are separated from each other by a splitting valve 17 with an iron cylinder 11. At the time of cleaning, they are interconnected and are separated by a chopped ground 60 on the connecting tube 18. At the time of heating, the second and third pairs of ampoules IX, 14, 16, 16 closed in the heating furnace 2.

Na obr. X je naznačen závěr postupu, kde na ultravakuovou čerpací aparaturu 10 je připojena ěeetá ampulka 16 s jódem £, sedmá ampulka 19 s.molekulovým sítem £ a první a druhá kyvata ££ a ££.Fig. X shows the conclusion of the procedure where the ultra-vacuum pumping apparatus 10 is connected to a fifth ampoule 16 with iodine 6, a seventh ampoule 19 with molecular sieve 6 and first and second pendulums 60 and 70.

Postup vakuového čištění a plnění sublimovatelných látek je tento: podle obr. 1a jsou na pomocnou čerpací aparaturu 1 připojeny tři ampulky: výchozí ampulka £ pro jód, první dvojice a první ampulkou X, do níž je nasypáno molekulové síto £, a druhou ampulkou £. Tato soustava ampulek X, £ je vyhřívána ve vyhřívací pícce £ na tak vysokou teplotu a po tak dlouhou dobu, aby stěny ampulek a molekulová síto byly dohře vyčištěny. Pak je odřezána vrchní část £ výchozí ampulky £ a rychle nasypán jód £ a vrchní část £ znovu zatavena, jak je znázorněno na obr. 1b.The vacuum cleaning and filling process of the sublimable substances is as follows: according to Fig. 1a, three ampoules are connected to the auxiliary pumping apparatus 1: the starting iodine pro for iodine, the first pair and the first vial X into which the molecular sieve nas is poured. This set of ampoules X, 6 is heated in a furnace 6 to such a high temperature and for a period of time that the walls of the ampoules and the molecular sieve are thoroughly cleaned. Then, the top portion 6 of the starting vial 4 is cut and iodine 4 is quickly poured and the top portion 6 is resealed, as shown in Fig. 1b.

Poté je vyhřívací pícka X přesunuta, aby po krátkodobém otevřeni na vzduch byly ještě vyhřátý znovu první ampulka X s molekulovým sítem £ a druhá ampulka £. Po odstranění vyhřivací pícky 2 je při stálém čerpáni pomocnou čerpací aparaturou £ provedena destilace jódu £ do druhé ampulky £, opatřené prvním rozbíječím ventilem £ tak, že tato je chlazena výchozí špulka £ mírně zahřívána. Molekulová síto £ v první ampulce X je vhodné též chladit, ale až po předestilování jódu á na teplotu poněkud vyšší.Thereafter, the heating furnace X is moved so that after a brief opening to air the first ampoule X with molecular sieve a and the second ampoule ještě are still heated again. After the heating furnace 2 has been removed, the iodine 6 is distilled into a second ampoule 6 provided with a first breaker valve 6 while being continuously pumped by the auxiliary pumping apparatus 6 so that it is slightly heated by the cooled starting spool 6. The molecular sieve 6 in the first ampoule X may also be cooled, but only after the iodine has been distilled to a slightly higher temperature.

Obr. 2 představuje další stupně. Pro dokonalé vyčištění dvojic ampulek ve vyhřívací pícce X je použita ultravakuová čerpací aparatura 10. která je po skončení této procedury oddělena od vyčerpaného prostoru ampulek. Dále je provedeno odděleni od eebe dvojic ampulek v místě seškrcení J£ na spojovací trubičce 18 a pak ae pomocí železného válečku 11 otevře první rozbíječi ventil £ na druhé ampulce £, obsahující jód £.Giant. 2 represents further steps. An ultra-vacuum pumping apparatus 10 is used to thoroughly clean the pairs of vials in the furnace X, which is separated from the depleted vial space after completion of this procedure. Further, the pairs of ampoules are separated from each other at the constriction point 6 on the connecting tube 18 and then, by means of an iron roller 11, opens the first breaker valve 6 on the second vial 6 containing iodine 6.

Stejně jako v předchozím případě je druhá ampulka £ mírně zahřívána a čtvrtá ampulka ££, opatřená druhým rozbljecím ventilem ££, do níž se má jód £ předestilovet, chlazena;As in the previous case, the second ampoule 6 is slightly heated, and the fourth ampoule 8, provided with a second burst valve 54, into which the iodine 6 is to be distilled, is cooled;

s Sašovým odstupem je na vyěil teplotu chlazeno molekulové síto χ ve třetí ampulce li.with Saša spacing, the molecular sieve χ in the third vial is cooled to a higher temperature.

Pak je odtavena druhé ampulka i a po nejméně 10 minutách od začátku chlazení molekulového síta X 1 třetí ampulka 13. Stejným postupem aa pak naplní a druhé ampulky li. nyní obsahující jód 2, Šesté ampulka 16. opatřené třetím rosbíjecía ventilem.Thereafter, the second ampoule 1 is melted, and at least 10 minutes after the start of cooling the molecular sieve X 1, the third ampoule 13 is melted. now comprising iodine 2, a sixth ampoule 16 provided with a third bleeding valve.

Na obr. 3 je znázorněno plnění prvé kyvety 20 a druhé kyvety 21. Na ultravakuové aparatuře XX je prováděno mnohahodinové odplyňovénl při vysoké teplotě, až je dosaženo dokonalé Čistoty stěn, např. první a druh^ kyvety 20. 21 i sedmé ampulky 19. jakož i molekulového síta χ. Pak po odtaveni od ultravakuové čerpací aparatury 10 je možno plnit první a druhou kyvetu 80 a gl shora uvedeným postupem za Šesté ampulky 16 s jódem 2 P^·® třetí rosbljecí ventil 23. který se otevře pomocí železného válečku 11.FIG. 3 shows the filling of the first cuvette 20 and the second cuvette 21. The ultra-vacuum apparatus XX is subjected to a multi-hour degassing at high temperature until perfect wall cleanliness is achieved, e.g. i molecular sieve χ. Then, after melting away from the ultra-vacuum pumping apparatus 10, the first and second cuvettes 80 and g1 can be filled by the above procedure using the sixth iodine vial 16 and the third bleed valve 23 which is opened by means of an iron roller 11.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

A method of vacuum cleaning and filling sublimable substances, such as halogens, into high purity vacuum screen containers by means of molecular sieves, characterized in that the cleaning is carried out in an enclosed space with a molecular sieve, which is degassed in excess of the vapor pressure of the sieve at a given temperature. , in succession in at least two separate degrees.

Device for vacuum cleaning and filling of sublimable substances according to claim 1, characterized in that it consists of pairs of vacuum-degassed vials, of which one vial (3, 13, 15, 19) per pair contains a vacuum-degassed molecular sieve (5) and the second ampoule (4, 14, 16) of the pair is provided with a breakable valve (6, 22, 23).

3 drawings

Giant. 1a

Γ ^ Π (“] Γ ~]

Giant. 1b