DE1246932B - Ionengetterpumpe - Google Patents

Description

DEUTSCHES #W PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT DeutscheKl.: 27 d-5/04

Nummer: 1 246 932

Aktenzeichen: C 25652 VIII c/27 d

I 246932 Anmeldetag: 1.Dezember 1961

Auslegetag: 10. August 1967

Die Erfindung betrifft eine Ionengetterpumpe mit einem Entladungsgefäß, das auf der Innenseite mit einer gute Gasabsorptionseigenschaften aufweisenden Auskleidung versehen ist, die als Kathode wirkt, und mit einem im Inneren des Entladungsgefäßes angeordneten Gitter, das als Anode geschaltet ist und auf dem sich das zerstäubte Kathoden-Gettermaterial niederschlägt, wodurch das Gitter eine große Gaspumpfläche aufweist, wobei die aus der Kathode durch das Auf treffen der positiven Ionen herausgeschlagenen Elektronen durch das elektrische Feld beschleunigt werden und einem Magnetfeld ausgesetzt sind, das so angeordnet ist, daß nur sehr wenige Kraftlinien die parallelen Wände des Anodengitters treffen.

Bei dieser bekannten Ionengetterpumpe beschreiben unter der Wirkung des Magnetfeldes die Elektronen Zykloidenbahnen und schwingen demnach mehrfach hin und her, bevor sie das Anodengitter erreichen, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Ionisation des auszupumpenden Restgases vergrößert wird. Infolge des wabenartigen Aufbaus des Gitters dieser Pumpe sind im Inneren des Gitters parallel zur Richtung des Magnetfeldes mehrere wie Schirme wirkende Wandteile vorhanden, die ein solches Potential haben, daß sie den Verlauf des elektrischen Feldes nicht störend beeinflussen. Bei allen arteigenen Vorteilen einer solchen bekannten Ionengetterpumpe besitzt diese jedoch eine nur verhältnismäßig geringe Pumpgeschwindigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ionengetterpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine wesentlich höhere Pumpgeschwindigkeit erzielen läßt. Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß das Entladungsgefäß als Hohlzylinder ausgebildet ist, auf dessen Mantel die als Kathode wirkende Auskleidung in Form eines Belages aufgebracht ist, und ferner das Anodengitter ein aus einander parallelen, mit Abstand voneinander angeordneten Ringen aufgebauter, koaxial angeordneter Hohlzylinder ist, dessen Durchmesser nur wenig kleiner als der Innendurchmesser des Mantels ist und in dessen Innerem auf dem gleichen Potential befindliche, radial verlaufende Schirme koaxial angeordnet sind, wobei die Polflächen des Magneten seitlich am zylindrischen Entladungsgefäß angeordnet sind.

Auf Grund der hier vorgeschlagenen Ausbildung des Anodengitters wird die Wirkung des Magnetfeldes auf die Elektronenbahnen, somit die Ionisationswahrscheinlichkeit und dadurch die von der Pumpe gelieferte Leistung wesentlich größer als bei Ionengetterpumpe

Anmelder:

Compagnie Frangaise

Thomson Houston-Hotchkiss Brandt, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. Dipl. oec. publ. D. Lewinsky, Patentanwalt, München 42, Gotthardstr. 81

Als Erfinder benannt:

Marcel Matricon, Neuilly-sur-Seine (Frankreich) Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 1. Dezember 1960 (845 549) - ■

der zuvor beschriebenen vorbekannten Pumpe. Außerdem ist die vorgeschlagene zylindrisch-koaxiale Form der betreffenden Pumpenteile bezüglich deren Ausmaße in einer Richtung unbeschränkt, wodurch die Zuflußöffnung für die zu pumpenden Gase groß gewählt werden kann und die Gase einen unbehinderten Zufluß in den Arbeitsbereich der Pumpe erhalten. Auf Grund dieses erleichterten Zuflusses läßt sich mit der Pumpe nach der Erfindung schneller pumpen, da bekanntlich die Geschwindigkeit der die Öffnung durchlaufenden Gase proportional der dritten Potenz des Durchmessers dieser Öffnungen ist. Diese beiden Wirkungen, nämlich schnellerer Eintritt der Gase in den Arbeitsraum und eine durch die Verteilung des Magnetfeldes erzielte stärkere Ionisation, addieren sich und lassen eine wesentlich höhere Pumpgeschwindigkeit als bisher erzielen. Außerdem ist es bei der Ionengetterpumpe nach der Erfindung möglich, das Gitter zur Entgasung oder Vorreinigung durch den Joule-Effekt aufzuheizen.

In der Zeichnung ist eine Ionengetteipumpe der erfindungsgemäßen Art in mehreren beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpe,

F i g. 2 einen Längsschnitt derselben und

F i g. 3 und 4 Querschnitte zweier Ausführungsformen solcher Pumpen.

Das Entladungsgefäß der Vakuumpumpe besteht aus einem gasdichten zylindrischen Mantel 1 aus unmagnetischem Material, der an seiner Innenfläche

709 620/99

Claims (1)

1. mit einem Belag 2 aus einem leitenden Werkstoff mit guten Gasabsorptionseigenschaften versehen ist. Im Innern des Mantels 1 und seines Innenbelages 2 befindet sich ein zu ihm koaxial angeordnetes Gitter 3. Zwischen Innenbelag 2 und GitterS besteht eine solche elektrische Potentialdifferenz, daß das Gitter 3 als Anode und der Innenbelag 2 als Kathode wirkt. Außerhalb des Mantels 1 sind beispielsweise mit Polmassen 5 ausgestattete Magneten 4 vorgesehen, die im Innern der Einrichtung ein Magnetfeld hervorrufen, dessen Feldlinien mit 6 bezeichnet sind. Wenn zwischen der Kathode 2 und der Anode 3 eine entsprechende elektrische Spannung liegt, tritt zwischen ihnen eine elektrische Entladung auf. Die durch das Auftreffen positiver Ionen aus der Kathode herausgeschlagenen Elektronen werden durch das zwischen Kathode 2 und Anodengitter 3 herrschende elektrische Feld beschleunigt und durch das Magnetfeld so beeinflußt, daß sie das Gitter gewöhnlich erst nach mehrmaligem Hin- und Herschwingen zwischen Kathode und Anode erreichen und im Laufe dieser langen Bewegungsbahn die Restgase ionisieren, deren positive Ionen auf die Kathode hin beschleunigt werden und dort die Emission neuer Elektronen hervorrufen.

   Die auf die Kathode auftreffenden positiven Ionen werden in dem die Kathode bildenden Metall absorbiert, das entsprechend gewählt ist. Andererseits werden durch den Aufprall positiver Ionen Teilchen des Kathodenmetalls losgerissen, die sich wieder auf den Wandungen des Mantels festsetzen. Im Laufe dieses Vorgangs werden Gasmoleküle unter der Schicht des Kathodenmetalls festgehalten.

   Diese beiden Eigenschaften geben dem System ihre gasabsorbierenden Eigenschaften. Um den weiteren Vorgang noch wirkungsvoller zu gestalten, sind im Innern des hohlzylindrischen Gitters 3 zur Aufnahme des verdampften Kathodenmetalls ein oder mehrere Schirme 7 angeordnet, die jedoch in F i g. 2 nicht dargestellt sind. Diese Schirme müssen so angeordnet werden, daß sie die elektrische Entladung nicht behindern. Aus diesem Grunde werden sie radial verlaufend und damit parallel zu den Feldlinien des Magnetfeldes angeordnet. Aus dem gleichen Grunde werden sie auf dem Potential des Gitters 3 gehalten, so daß sie den Verlauf des elektrischen Feldes in dem System nicht störend beeinflussen.

   Das Gitter 3 kann von Konstruktionsteilen 8 (F i g. 2) gehalten werden, die gleichzeitig elektrische Anschlüsse und Isolierstützen bilden. Diese Anordnung ist vorteilhaft, wenn man das Gitter durch

   Stromwärme aufheizen will, um es zu entgasen und die Verdampfung des Gitterkörpers zu bewirken. Bei dieser letzteren Verwendung des Gitters muß es in seiner Gesamtheit oder zumindest teilweise aus dem Gitterstoff gebildet sein, den man verdampfen will. Man kann ferner das Gitter auch nur über entsprechend angeordnete Isolierstützen in seiner Lage halten und es unabhängig davon elektrisch anschließen.

   In den F i g. 3 und 4 sind Ausführungsformen einer Vakuumpumpe gemäß der Erfindung dargestellt, in denen die gleichen, gleiche Aufgaben erfüllenden Teile die gleichen Bezugsziffern wie in den F i g. 1 und 2 besitzen.

   Bei dem in F i g. 3 dargestellten Aufbau sind die magnetischen Massen 4 prismatisch, und das Magnetfeld schließt sich über ein Joch 9.

   Patentanspruch:

   Ionengetterpumpe mit einem Entladungsgefäß, das auf der Innenseite mit einer gute Gasabsorptionseigenschaften aufweisenden Auskleidung versehen ist, die als Kathode wirkt, und mit einem im Inneren des Entladungsgefäßes angeordneten Gitter, das als Anode geschaltet ist und auf dem sich das zerstäubte Kathoden-Gettermaterial niederschlägt, wodurch das Gitter eine große Gaspumpfläche aufweist, wobei die aus der Kathode durch das Auftreffen der positiven Ionen herausgeschlagenen Elektronen durch das elektrische Feld beschleunigt werden und einem .Magnetfeld ausgesetzt sind, das so angeordnet ist, daß nur sehr wenige Kraftlinien die parallelen Wände des Anodengitters treffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß als Hohlzylinder ausgebildet ist, auf dessen Mantel (1) die als Kathode wirkende Auskleidung in Form eines Belages (2) aufgebracht ist, und daß das Anodengitter (3) ein aus einander parallelen, mit Abstand voneinander angeordneten Ringen aufgebauter, koaxial angeordneter Hohlzylinder ist, dessen Durchmesser nur wenig kleiner als der Innendurchmesser des Mantels ist und in dessen Innerem auf dem gleichen Potential befindliche, radial verlaufende Schirme (7) koaxial angeordnet sind, wobei die Polflächen des Magneten seitlich am zylindrischen Entladungsgefäß angeordnet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschriften Nr. 108 954, 1 061 029; französische Patentschrift Nr. 1 207 893.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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