DE2516286A1

DE2516286A1 - Adsorptionspanel fuer kryopumpen u.dgl.

Info

Publication number: DE2516286A1
Application number: DE19752516286
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Phys Baechler; Hans-Joachim Dr Forth
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1975-04-14
Filing date: 1975-04-14
Publication date: 1976-10-28

Description

Adsorptionspanel für Kryopumpen und dgl.
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionspanels für Kryopumpen, Kühlfallen und dgl., bei dem auf eine kühlbare Fläche ein Adsorptionsmittel durch Einbetten in ein für tiefe Temperaturen geeignetes Bindemittel aufgebracht wird. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein nach diesem Verfahren hergestelltes Panel.
Die Wirkung von mit Adsorptionsmitteln arbeitenden Kryopumpen, Kühlfallen und dgl. beruht darauf, daß die Gase von dem auf tiefe Temperaturen abgekühlten Adsorptionsmittel (Molekularsiebe, Aktivkohle und dgl.) adsorbiert werden. Bei Kühlfallen ist es bekannt, granulatförmiges Adorptionsmittel locker in Metallgefäße einzubringen, die von einem gekühlten Zentralteil gehalten werden. Diese Art der Kühlung des Adsorptionsmittels reicht zumindest dann nicht mehr aus, wenn z. B. eine Kryopumpe auch im Hoch- oder Ultrahochvakuumbereich ein ausreichend großes Saugvermögen - insbesondere für Wasserstoff -aufweisen soll. In diesen Druckbereichen ist der Wärmekontakt zwischen dem in der vorerwähnten Art gehalterten Adsorptionsmittel und den tiefgekühlten Metallflächen nicht mehr ausreichend, um das Adsorptionsmittel auf die gewünschten tiefen Temperaturen abzukühlen; da die bekannten Adsorptionsmittel schlechte Wärmeleiter sind.
Aus der USA-PS 3 296 773 ist es bekannt, ein für eine Kryopumpe geeignetes Panel dadurch herzustellen, daß das Adsorptionsmittel auf eine Metallunterlage durch Kleben aufgebracht wird. Die in dieser Weise hergestellten Panels haben sich jedoch bisher auf dem Markt nicht durchgesetzt, da nicht vermieden werden kann, daß das Bindemittel infolge von Adhäsionserscheinungen nahezu alle Poren des Adsorptionsmaterials verschließt, so daß diese für die Aufnahme von Gasen verloren sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionspanels für Kryopumpen, Kühlfallen und dgl. anzugeben, durch welches erreicht werden kann, daß trotz Verwendung eines für tiefe Temperaturen geeigneten Bindemittels zur Halterung des Adsorptionsmittels auf der kühlbaren Unterlage die pumpwirksame Fläche des Panels keine durch Bindemittel verschlossenen Poren mehr aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß nach der Aushärtung des Bindemittels die Oberfläche des Panels einem materialabhebenden Verfahrensschritt unterworfen wird, Dieses Materialabheben kann durch Sandstrahlen, Abschleifen, Abfräsen oder Abdrehen auf einer Drehbank erfolgen. Durch einen derartigen materialabhebenden Verfahrensschritt wird nicht nur das die Adsorptionsmittelschicht übersteigende Bindemittel sondern auch ein Teil des Adsorptionsmittels selbst entfernt, so daß die in dieser Weise bearbeitete Fläche keine durch Bindemittel verschlossenenPoren mehr aufweist. Im zusammengebauten Zustand dient dann diese Seite des Panels als pumpwirksame Fläche.
Als Bindemittel können für tiefe Temperaturen geeignete Kleber (z.B. Araldit oder dgl.) oder auch Metalle (z.B.
Lötzinn oder dgl.) Verwendung finden. Metalle haben den Vorteil der besseren Wärmeleitfähigk#eit.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen: Figuren 1a bis 1d je ein Panel in verschiedenen Phasen während der Herstellung und Figur 2 ein in eine Kryopumpe eingebautes Panel nach der Erfindung Aus den Figuren 1a bis 1d geht die Art und Weise der Herstellung eines Adsorptionspanels nach der Erfindung hervor.
Dazu wird eine Metallplatte 1, welche z.B. aus Kupfer oder Aluminium besteht, mit einer Ausnehmung 2 verwendet. In die Ausnehmung 2 wird das Bindemittel 3 eingebracht. Danach wird das in Granulatform vorliegendeAdsorptionsmittel 4 auf das noch flüssige oder teigartig abgebunden Bindemittel 3 gleichmäßig verteilt (Figur 1b) und eingedrückt.
(Figur 1c) Nach dem Abbinden des Bindemittels wird die Oberfläche des Panels dem materialabhebenden Verfahrensschritt unterworfen. Dadurch wird das die Adsorptionsmittelschicht übersteigende Bindemittel und ein Teil des Adsorptionsmittels selbst entfernt (Figur 1d), so daß eine im wesentlichen von Adsorptionsmittel gebildete OberflächeSentsteht , welche keine durch Bindemittel verschlossene Poren aufweist. Diese Fläche 5 dient im eingebauten Zustand als pumpwirksame Fläche.
In der Figur 2 ist ein ringförmiges Panel im eingebauten Zustand dargestellt. Das Panel selbst wird von der ringförmigen Metallplatte 1 mit den Ausnehmungen 2a und 2b gebildet, welche sich an der Oberseite bzw. an der Unterseite der Metallplatte 1 befinden. In die Ausnehmungen 2a und 2b ist das Adsorptionsmittel in der Weise eingebracht, wie es zu den Figuren 1a bis 1d erläutert wurde. In einer Kryopumpe sind in der Regel mehrere derartiger Panels angeordnet. Zur Halterung dieser Panels dient ein hohlzylindrischer Träger 6, welcher in gut-wärmeleitendem Kontakt mit einem Kühlkopf 7 steht. Rie ringförmigen Metallplatten 1 umfassen den Träger 6 derart, daß ebenfalls ein guter Wärmekontakt zwischen dem Träger 6 und der Platte 1 besteht.
Von dem ebenfalls den Träger 6 umfassenden Rohrabschnitten 8 und 9 werden die übrigen, nicht dargestellten Panelsauf Abstand gehalten.
Die Metallplatte 1 weist noch einen abgewinkelten, vorzugsweise geschwärzten Ansatz 10 auf, welcher dazu dient, daß die pumpwirksamen Flächen 5 keine direkte Sichtverbindung mit anderen, auf relativ hohen Temperaturen liegenden Flächen haben. Dadurch wird eine Erwärmung der Adsorptinnsmitteloberfläche durch Strahlung nicht gekühlter Flächen vermieden.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionspanels für Kryopumpen, Kühlfallen oderdgl., bei dem auf eine kühlbare Fläche ein Adsorptionsmittel durch Einbetten in ein für tiefe Temperaturen geeignetes Bindemittel aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Aushärtung des BindemittelsA ie Oberfläche des Panels einem materialabhebenden Verfahrensschritt unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Materialabheben durch Sandstrahlen oder Abschleifen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Materialabheben durch Abfräsen oder Abdrehen auf einer Drehbank erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Lötzinn, Araldit oder ähnliche Kleber verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als kühlbare Fläche eine aus Aluminium oder Kupfer bestehende Metallplatte (1) mit mindestens einer Ausnehmung (2) für die Adsorptionsmittel (3) verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Bindemittel (3) in die Ausnehmung (2 bzw.

2a und 2b) eingebracht wird, daß das in Granulatform vorliegende Adsorptionsmittel (4) auf das noch flüssige oder teigartig abgebundene Bindemittel #3) gleichmäßig verteilt und danach eingedrückt wird und daß nach dem Abbinden des Bindemittels (3) der materialabhebende Verfahrensschritt durchgeführt wird.

7. Nach einem der vorangegangenen Ansprüche hergestelltes Panel, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer vorzugswelse aus Kupfer oder Aluminium bestehenden Metallplatte (1) mit darauf aufgebrachtem Adsorptionsmittel (4) besteht.

8. Panel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Metallplatte (1) Adsorptionsmittel(4) aufgebracht ist.

9. Panel nach Anspruch 7 oder s, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel (4) aus körnigem Material besteht und ein- oder mehrschichtig auf der Metallplatte (1) aufgebracht ist.

10.Panel nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (1) eine oder mehrere Ausnehmungen (2 bzw. 2a, 2b) für die Aufnahme des Adsorptionsmaterials (4) aufweist.