DE2936931A1 - Verfahren und vorrichtung zum entfernen von zwei gasen aus einer kammer - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR. CLAUS REINLANDER DIPL.-ING. KLAUS BERNHARDT

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Vl P499 D

VARIAN ASSOCIATES, INC. Palo Alto, CaI. USA

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von zwei Gasen aus

einer Kammer

Priorität: 18. September 1978 - USA - Ser. No. 943 276

Zusammenfassung

In einer Anordnung zum Entfernen eines ausgewählten ersten Gases aus einer Kammer mit einer kontrollierbar variablen Pumpgeschwindigkeit bei Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Pumpgeschwindigkeit zum Entfernen eines zweiten Gases aus der gleichen Kammer ist eine den Strom behindernde Einrichtung zwischen der Kammer und einer Einrichtung angeordnet, die das erste Gas pumpt. Die den Strom behindernde Einrichtung besteht aus einem stationären Element mit einem mit einer öffnung versehenen Teil, durch die das erste Gas von der Kammer zur Pumpeinrichtung strömen kann. Eine Einschränkung des Stroms des ersten Gases zur Pumpeinrichtung wird dadurch verwirklicht, daß der mit öffnung versehene Teil des stationären Elementes mit einem beweglichen Element in dem Maße abgedeckt

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wird, das notwendig ist, um die gewünschte Pumpgeschwindigkeit für das erste Gas zu erreichen. Das stationäre Element wird auf einer Kryogen-Temperatur gehalten, die höher ist als die Kondensationstemperatur des ersten Gases, aber auf einem Wert, bei dem das zweite Gas kondensiert. Bei einer Ausführungsform wird das stationäre Element dadurch auf der gewünschten Kryogen-Temperatur gehalten, daß es in engem Wärmekontakt mit einem Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir montiert ist. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das stationäre Element in engem Wärmekontakt mit der wärmeren Stufe einer zweistufigen Kryogen-Pumpe montiert.

Hintergrund der Erfindung

Bei der Erfindung handelt es sich um eine Weiterentwicklung im Feld des Kryogen-Pumpens, und insbesondere wird für eine kontrollierbar variable Pumpgeschwindigkeit für ein ausgewähltes Gas von einer zu evakuierenden Kammer aus gesorgt, während eine im wesentlichen konstante Pumpgeschwindigkeit für ein anderes Gas aufrechterhalten wird, das eine höhere Kondensationstemperatur hat als das Gas, dessen Pumprate zu variieren ist.

Die Erfindung wird besonders angewandt in Sprühsystemen, bei denen es vorteilhaft ist, in der Lage zu sein, die Geschwindigkeit zu variieren, mit der ein Gas, wie Argon, von der Sprühkammer entfernt werden kann, während eine konstante Pumpgeschwindigkeit für Wasserdampf aufrechterhalten wird.

Beim Stand der Technik war es bekannt, ein Drosselventil zu verwenden, das in einer Kupplungsstruktur zwischen der zu evakuierenden Kammer und einer Pumpe angeordnet war, die das Gas entfernt, dessen Pumpgeschwindigkeit zu variieren ist. Durch Kontrolle des öffnens und Schließens des Drosselventils konnte die Geschwindigkeit, mit der das gewählte Gas (beispielsweise Argon) aus der Kammer entfernt wurde, kontrolliert werden. Diese Drosseltechnik ergab zwar die gewünschte Pumpgeschwindigkeit für das spezielle, hier interessierende Gas,

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beeinflußte aber auch die Pumpgeschwindigkeit von anderen Gasen in der Kammer (beispielsweise Wasserdampf).

Es war ebenfalls beim Stand der Technik bekannt, ein Reservoir mit flüssigem Stickstoff im Strömungsweg von der zu evakuierenden Kammer zum Drosselventil vorzusehen. Das Reservoir für flüssigen Stickstoff war jedoch beim Stand der Technik stromaufwärts vom Drosselventil angeordnet.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine beschränkte Pumpgeschwindigkeit, entweder fest oder kontrollierbar variabel, für ein gewähltes Gas von einer zu evakuierenden Kammer zu erhalten, während auch eine im wesentlichen konstante Pumpgeschwindigkeit für ein unterschiedliches Gas von der Kammer erhalten wird. Insbesondere ist es bei Sprühanwendungen Aufgabe der Erfindung, für eine kontrollierbar variable Pumpgeschwindigkeit für Argon von einer Sprühkammer zu sorgen, während für eine im wesentlichen konstante Pumpgeschwindigkeit für Wasserdampf gesorgt wird.

Weiter soll durch die Erfindung eine beschränkte Pumpgeschwindigkeit für ein gewähltes Gas von einer zu evakuierenden Kammer erhalten werden, während eine Einrichtung geschaffen wird, mit der ein anderes Gas von der Kammer durch Kryokondensation auf einer Oberfläche geschaffen wird, die auf einer Temperatur gehalten wird, die höher ist als die Kondensationstemperatur des Gases, dessen Pumpgeschwindigkeit beschränkt werden soll.

Weiter soll durch die Erfindung eine Strömungsbeschränkungseinrichtung im Kanal von einer zu evakuierenden Kammer zu einer Pumpeinrichtung geschaffen werden, die ein gewähltes Gas von der Kammer entfernt. Die

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Strömungsbeschränkungseinrichtung wird auf einer Kryogen-Temperatür oberhalb der Kondensat!ons tempera tür des gewählten Gases gehalten, so daß irgendein Gas, das bei der Temperatur der StrÖmungsbehinderungseinrichtung kryokondensiert, auf deren Oberfläche gepumpt werden kann.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ergibt die Strömungsbeschränkungseinrichtung nach der Erfindung eine kontrollierbar variable Geschwindigkeit für das ausgewählte Gas von der Kammer zur Pumpeinrichtung. Die Pumpgeschwindigkeit des Gases, das auf der Strömungsbeschränkungseinrichtung kryokondensiert, ist von der Strömungsbehinderungseinrichtung unbehindert und ist im wesentlichen unabhängig von der Pumpgeschwindigkeit des gewählten Gases, dessen Pumpgeschwindigkeit durch die Strömungsbehinderungseinrichtung bestimmt ist.

Ferner soll durch die Erfindung eine feste oder kontrollierbar variable Strömungsbehinderungseinrichtung verfügbar gemacht werden, durch die ein erstes Gas mit einer gewünschten Geschwindigkeit von einer Kammer zu einer Pumpeinrichtung strömen kann, während die Strömungsbehinderungseinrichtung auf einer Kryogen-Temperatur gehalten wird, bei der ein zweites Gas kondensiert, so daß das zweite Gas mit im wesentlichen konstanter Pumpgeschwindigkeit durch Kryokondensation auf der Oberfläche der Strömungsbehinderungseinrichtung von der Kammer entfernt werden kann, während für die Pumpgeschwindigkeit des ersten Gases eine Kontrolle aufrechterhalten werden kann.

Eine kontrollierbar variable Strömungsbehinderungseinrichtung nach der Erfindung besteht aus einem stationären Element, das mit wenigstens einer öffnung versehen ist und das auf einer gewählten Kryogen-Temperatur gehalten wird, um ein spezielles Gas auf seine Oberfläche mit einer gleichförmigen Pumpgeschwindigkeit zu pumpen, und einem beweglichen Glied, das so angeordnet ist, daß es den mit öffnung versehenen Teil des stationären Elementes in dem Maße abdeckt, wie notwendig, um die gewünschte Pump-Strömungsgeschwindigkeit für das

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gewählte Gas durch diese hindurch zu erhalten, das nicht an der Oberfläche der Flußbehinderungseinrichtung entfernt wird.

Bei der bevorzugten Ausflihrungsform besteht eine kontrollierbar variable Strömungsbehinderungseinrichtung nach der Erfindung aus einem stationären Element mit öffnungen und einem beweglichen Element, das auf das stationäre Element in der Weise montiert ist, daß es die Offnungen im stationären Element in irgendeinem gewünschten Ausmaß abdeckt (und damit drosselt). Bei einer speziellen Ausführungsform ist das stationäre Element eine kreisförmige Platte mit symmetrisch darauf angeordneten öffnungen und ist das bewegbare Element eine fächerartige Struktur, die zur Drehung um eine Achse senkrecht zur Ebene des stationären Elementes an dessen Mittelpunkt montiert ist. Das bewegbare Element ist so konfiguriert, daß es die öffnungen im stationären Element vollständig abdeckt, wenn das bewegbare Element in eine Position bewegt ist, bei der die gewünschte Pumpgeschwindigkeit für das gewählte Gas sich Null nähert. Die Pumpgeschwindigkeit für irgendein Gas, das auf der Flußbehinderungseinrichtung kryokondensiert, ist im wesentlichen konstant und wird nicht merkbar durch das Ausmaß beeinträchtigt, um das die öffnungen in dem stationären Element geöffnet sind. Durch Drehung des bewegbaren Elementes aus der Position nahe Pumpgeschwindigkeit Null für das gewählte Gas durch Zwischenpositionen zu einer voll geöffneten Position, bei der die Geschwindigkeit für das gewählte Gas von der Kammer zur Pumpeinrichtung ein Maximum ist, ist es möglich, eine kontrollierte Variabilität für die Pumpgeschwindigkeit des gewählten Gases zu erreichen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Strömungsbehinderungseinrichtung in engem Wärraekontakt mit einem Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir montiert. Das Kryogen-Strömungsmittel (beispielsweise flüssiger Stickstoff oder Freon) kühlt die Wände eines Vakuumgefäßes, das die Einrichtung umgibt, die das gewählte, durch die Strömungsbehinderungseinrichtung passierende Gas pumpt, so daß das Vakuumgefäß auf einer Kryogen-Temperatur gehalten wird, bei der eine Wärmestrahlung

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zur Pumpeinrichtu ng im wesentlichen ausgeschlossen ist. Bei der Pumpeinrichtung kann es sich um eine Kryogen-Pumpe handeln, die das gewählte Gas durch die Prozesse der Kryokondensation und/oder Kryosorption entfernt, oder es kann sich um eine Diffusionspumpe oder eine Turbomolekularpumpe handeln.

Bei einer anderen Ausführungsform ist die Strömungsbehinderungseinrichtung in engem Wärmekontakt mit der wärmeren Stufe einer zweistufigen Kryogenpumpe montiert. Die kältere Stufe der zweistufigen Kryogenpumpe ist die Pumpeinrichtung, die das gewählte Gas von der Kammer mit einem Pumpdruck entfernt, der von dem Betrag der Drosselung abhängt, der durch die Strömungsbehinderungseinrichtung festgelegt ist.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen:

Figur 1 einen teilweise schematischen Schnitt durch eine Pumpeinrichtung mit einer Strömungsbehinderungseinrichtung, die in engem Wärmekontakt mit einem Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir montiert ist, mit einer zweistufigen Kryogen-Pumpe zum Entfernen von Gas, das durch die Strömungsbehinderungseinrichtung passiert;

Figur 2 einen teilweise schematischen Schnitt durch eine Pumpeinrichtung mit einer Strömungsbehinderungseinrichtung, die in engem Wärmekontakt mit einem Kryogen-Strömungsmittel -Reservoir montiert ist, mit einer Pumpeinrichtung wie einer Diffusionspumpe oder einer Turbomolekularpumpe zum Entfernen von Gas, das durch die Strömungsbehinderungseinrichtung passiert;

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Figur 3 einen teilweise schematischen Schnitt durch eine

Pumpeinrichtung mit einer Strömungsbehinderungseinrichtung, die in engem Wärmekontakt mit der wärmeren Stufe einer zweistufigen Kryogenpumpe montiert ist, wobei die kältere Stufe der zweistufigen Kryogenpumpe dazu dient, Gas zu entfernen, das durch die Strömungsbehinderungseinrichtung passiert;

Figur 4 eine Ansicht einer Strömungsbehinderungseinrichtung mit variabler öffnung nach der Erfindung entsprechend Linie 4-4 in Figur 1;

Figur 5 einen Schnitt durch eine Strömungsbehinderungseinrich-

tung mit variabler öffnung nach der Erfindung entsprechend der Linie 5-5 in Figur 4.

Figur 1 zeigt einen teilweise schematischen Schnitt durch eine Einrichtung zum Entfernen eines ersten Gases aus einer Kammer mit einer kontrollierbar variablen Geschwindigkeit, während eine im wesentlichen konstante Pumpgeschwindigkeit zum Entfernen eines zweiten Gases aus der Kammer aufrechterhalten wird. Bei einer speziellen Anwendung ist die zu evakuierende Kammer eine Sprühkammer und das mit einer kontrollierbar variablen Pumpgeschwindigkeit zu entfernende Gas Argon, während das Gas, für das eine im wesentlichen konstante Pumpgeschwindigkeit aufrechterhalten werden soll, Wasserdampf ist.

Gemäß Figur 1 kann eine zweistufige Kryogen-Pumpeinrichtung 10 mit einer zu evakuierenden Kammer gekuppelt sein, um Gase aus der Kammer durch die Prozesse der Kryokondensation und Kryosorption zu entfernen.

Die Pumpeinrichtung 10 arbeitet in Kombination mit einem Kühlsystem mit geschlossener Schleife, bei dem komprimiertem Heliumgas erlaubt wird, in zwei aufeinanderfolgenden Stufen zu expandieren. Bei der in

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Figur 1 dargestellten Ausführungsform bildet ein zweistufiger Expander 15 einen integrierenden Teil des Pumpsystems 10, während eine Kompressoreinheit, in der das Heliumgas komprimiert wird, fern von der Pumpeinrichtung 10 angeordnet ist. In gewissen kommerziell verfügbaren Kryogeneratorsystemen könnte jedoch die Kompressoreinheit mit dem Expander 15 integriert sein. Die erste Expansionsstufe des Heliumgases erfolgt in der Expansionskammer 20 des Expanders 15 und bewirkt damit, daß die ferne Endwand 21 der Expansionskammer 20 eine für die erste Stufe gewünschte Kryogentemperatur annimmt. Typischerweise wird diese Temperatur der ersten Stufe zwischen 50° K und 80° K gewählt. Die zweite Expansionsstufe des Heliumgases erfolgt in einer Expansionskammer 30 und sorgt damit dafür, daß das ferne Ende der Wand 31 der Expansionskammer 30 eine gewünschte kältere Kryogentemperatur der zweiten Stufe annimmt. Typischerweise wird die Temperatur der zweiten Stufe im Bereich zwischen 10° K und 20° K gewählt. Die in der ersten und zweiten Kühlstufe erzielbaren Temperaturen werden durch die Parameter des Kühlsystems bestimmt.

Die Expansionskammern 20 und 30 sind von allgemein zylindrischer Konfiguration und längs einer gemeinsamen Achse aneinandergrenzend angeordnet. Die Expansionskammer 20 hat einen größeren Durchmesser als die angrenzende Expansionskammer 30, und damit sorgt die Außenfläche der Endwand 21 der Expansionskammer 20 für eine ringförmige Schale, die die Verbindung der beiden Expansionskammern umgibt. Eine Aluminiumtragstruktur 22 ist mit Bolzen 24 an dieser Ringschale auf der Endwand 21 befestigt, und eine Anordnung 23 aus Kryopumpflächen der ersten Stufe ist auf die Tragstruktur 22 montiert. Ein enger thermischer Kontakt zwischen der Tragstruktur 22 und der Endwand 21 wird durch eine Lage Indiumfolie 25 geschaffen, die dazwischen komprimiert ist. Eine plastische Verformung der Indiumfolie 25 findet statt, wenn die Bolzen 24 angezogen werden, so daß das Indium veranlaßt wird, zu fließen, so daß es irgendwelche Spalten oder Hohlräume ausfüllt, die zwischen der Tragstruktur 22 und der Endwand

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21 vorhanden sein können. Statt dessen könnte die Tragstruktur durch Löten an der Endwand 21 befestigt sein.

Die Tragstruktur 22 ist so geformt, daß sie schurzartig einen Teil der Expansionskammer 20 in der axialen Dimension umgibt, so daß der Außenumfang der Tragstruktur 22 nicht koplanar mit der Endwand 21 ist. Die Kryopumpflächen der Anordnung 23 sind angrenzend an den Umfang der Tragstruktur 22 montiert und haben damit eine größere Längsausdehnung in der Projektion auf die Achse der Expansionskammern 20 und 30 als möglich wäre, wenn die Tragstruktur 22 sich seitlich in der gleichen Ebene erstrecken würde wie die Endwand 21.

Die Anordnung 23 besteht aus einer Vielzahl von länglichen Prallwänden 26 aus Kupfer oder einem anderen Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit. Jede der Prallwände 26 besteht aus einem Materialstreifen, der längs einer Längsfalte in die Form eines Winkeleisens gefaltet ist, das winkelförmigen Querschnitt hat. Statt dessen kann eine solche Winkel-Prallwand aus getrennten Material streifen hergestellt werden, die mit ihren Kanten verbunden sind, um eine Struktur zu bilden, die die Form eines Winkeleisens hat. Die seitliche Ausdehnung der Arme des Winkelprofils ändert sich gleichförmig über die Länge jeder Prallwand von einem Maximum am unteren Ende angrenzend an die Tragstruktur 22 bis zu einem Minimum am oberen Ende.

Die unteren Enden der Prallwände 26 sind um den Umfang eines planeren Montagerings 27 montiert und haben vorzugsweise gleichmäßige Abstände voneinander. Jede Prallwand 26 ist von den benachbarten Prallwänden auf beiden Seiten getrennt, benachbarte Prallwände sind jedoch ineinandergeschachtelt, so daß ein Durchtritt von Gasmolekülen und von Wärmestrahlen in das Innere der

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Anordnung 23 in Sichtlinie durch den Raum zwischen zwei beliebigen aneinandergrenzenden Prallwänden unmöglich ist. Das Bodenende jeder Prallwand 26 in Kontakt mit der Oberfläche des Montagerings 27 ist so abgewinkelt, daß jede Prallwand 26 sich zur Achse der Expansionskammern 20 und 30 hin neigt. Der Montagering 27 ist am Umfang der Tragstruktur 22 mit Bolzen 28 befestigt. Ein inniger Wärmekontakt zwischen dem Montagering 27 und der Tragstruktur 22 wird durch eine zwischengepreßte Lage aus Indiumfolie 29 geschaffen.

Nahe dem oberen Ende ist jede Prallwand 26 bogenförmig nach innen zur Achse der Expansionskammern 20 und 30 gebogen, um an einem Halteelement 40 befestigt zu werden, das dazu dient, einen gleichförmigen Abstand zwischen den Prallwänden 26 aufrechtzuerhalten, während sie in einer allgemein konischen Konfiguration gehalten werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Montagering 27 ein planerer Ring und das Halteelement 40 eine Platte. Sowohl der Ring 27 als auch die Platte 40 bestehen vorzugsweise aus Kupfer. Die resultierende dreidimensionale Anordnung 23 aus Pumpflächen der ersten Stufe hat somit allgemein konische Form und schließt ein Volumen ein, in das eine Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe auf die Endwand 31 der Expansionskammer 30 montiert ist.

Für die Winkel-Prallwände 26 ist es vorteilhaft, wenn sie geschwärzt sind, so daß sie alle Wärmestrahlung von externen Quellen abfangen und eine Reflexion der Wärmestrahlung zwischen aneinandergrenzenden Prall wänden 26 zur Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe verhindern. Eine Schwärzung der Prallwände 26 kann chemisch erreicht werden, beispielsweise durch Oxydieren, oder durch die Verwendung einer lichtabsorbierenden Farbe.

Die Anordnung 23 der ersten Stufe aus Winkel-Prallwänden 26, zusammen mit der unteren Tragstruktur 22 und der oberen Halteplatte 40 umgibt die Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe, die auf die Endwand 31 der Expansionskammer 30 montiert ist. Die Pumpstruktur 33 der zweiten

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Stufe ist so konfiguriert, daß sie den in das Innere der Anordnung 23 der ersten Stufe durch die Zwischenräume zwischen aneinandergrenzenden Winkel-Prallwänden 26 eintretenden Gasart eine so große Oberfläche wie praktikabel bieten. Aus diesem Grunde entspricht die Konfiguration der Außenfläche der Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe allgemein der Silhouette der Anordnung 23 aus Winkel-Prallwänden 26 der sie umgebenden Pumpstruktur der ersten Stufe. Wo also die Anordnung 23 der ersten Stufe eine allgemein konische Konfiguration hat, ist eine kegelstumpfförmige Konfiguration für das Äußere der Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe geeignet.

Die Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe besteht aus einer Platte 34, die am Umfang der Endwand 31 der Expansionskammer 30 befestigt ist und sich über diese hinaus erstreckt, einem hohlen, kegel stumpfförmigen Element 35, das an der Platte 34 befestigt ist, so daß es schurzartig einen Teil der Expansionskammer 30 übergreift, und einem hohl zylindrischen Element 36, das an der Platte 34 befestigt ist, so daß es die Expansionskammer 30 innerhalb des Inneren des kegel stumpfförmigen Elementes 35 schurzartig umgibt. Vorzugsweise sind das zylindrische Element 36 und das es umgebende kegel stumpfförmige Element 35 mit Bezug aufeinander koaxial angeordnet. Die Platte 34, das kegel stumpfförmige Element 35 und das zylindrische Element 36 sind vorzugsweise alle aus Kupfer, und sind durch Löten oder Hartlöten montiert, so daß sie eine einheitliche Struktur bilden. Die Platte 34 ist an der Endwand 31 der Expansionskammer 30 mit Bolzen 37 befestigt. Ein inniger Wärmekontakt zwischen der Platte 34 und der Endwand 31 ist durch eine zwischen diesen beiden Teilen zusammengepreßte Lage aus Indiumfolie 38 erreicht.

Die Außenfläche des kegel stumpfförmigen Elementes 35 und die Außenfläche der Platte 34 sind vorzugsweise hoch reflektierend, beispielsweise mit Nickel plattiert, um die Absorption von Wärmestrahlung zu verhindern. Die Innenflächen der Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe (d. h. die Innenfläche der Platte 34, die Innenfläche des kegelstumpf-

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förmigen Elementes 35 und sowohl die Innen- als auch die Außenwände des zylindrischen Elementes 36)sind vorzugsweise mit einem kryosorbierenden Material beschichtet, beispielsweise Aktivkohle oder künstlichem Zeolit. Die effektive Oberfläche der Aktivkohle liegt in der Größenordnung von hunderten von Quadratmetern pro Gramm, so daß eine Schicht aus Aktivkohle die Kryosorptionsfähigkeit der Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe erheblich vergrößert.

Eine Kapillarrohre 41, die mit Wasserstoffgas gefüllt ist, erstreckt sich von einer Position in innigem Wärmekontakt mit dem fernen Ende 31 der Expansionskammer 30 der zweiten Stufe zu einem Wasserstoffdampfmanometer 53, das fern von der Expansionskammer 30 angeordnet ist. Bei Betriebstemperaturen der Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe variiert der Dampfdruck des Wasserstoffgases monoton und vorhersehbar mit der Temperatur. Eine Messung des Wasserstoffdruckes in der Kapillarrohre 51 ergibt also eine direkte Anzeige der Temperatur am fernen Ende der Expansionskammer 30 und damit der Temperatur der Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe, die in innigem Wärmekontakt damit steht.

Die Pumpanordnung 23 der ersten Stufe aus Winkel-Prallwänden und die Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe sind in einem allgemein zylindrischen, gasdichtem Vakuumgefäß 50 montiert, das den Bereich definiert, in dem das gewählte Gas gepumpt wird. Um einen maximalen unbehinderten Durchtritt zur Anordnung 23 der Pumpflächen der ersten Stufe für das in das Vakuumgefäß 50 eintretende Gas zu erhalten, ist das Gefäß 50 so konfiguriert, daß eine Behinderung des Gasströmungskanals ausgeschlossen ist. Das Gefäß 50 ist also vorzugsweise in der Nachbarschaft der Anordnung 23 der ersten Stufe radial von der echten Zylinderform nach außen ausgebeult. Zwischen der Tragstruktur 22 und dem Gefäß 50 ist ein Spalt vorgesehen, so daß Eisbrocken und anderer Abfall zum Boden der Pumpeinrichtung 10 fallen können und keine

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massive "Brücke" bilden, die als thermischer Kurzschluß zwischen den Pumpflächen 26 der ersten Stufe und dem Gefäß 50 dienen könnte .

Gemäß Figur 1 dient das Vakuumgefäß 50 als Innenwand eines Kryogen-Strömungsmittel-Reservoirs 150, das die zweistufige Kryogen-Pumpeinrichtung aus der Pumpanordnung 23 der ersten Stufe und der Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe besteht. Eine Gasströmung von der zu evakuierenden Kammer tritt in das Innere des Vakuumgefäßes 50 durch eine Strömungsbehinderungseinrichtung 100 ein, die an der Oberseite des Kryogen-Strömungsmittel-Reservoirs 150 mit Schrauben 101 befestigt ist, die in Gewindebohrungen 102 sitzon, die in einem symmetrischen Muster um den Umfang des Oberteils des Reservoirs 150 an dieses geschweißt sind. Das Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir 150 wird über ein Rohr 151 gefüllt, das sich von einer Quelle für Kryogen-Strömungsmittel zu einer nicht dargestellten öffnung im Reservoir 150 erstreckt. Das Kryogen-Strömungsmittel ist typischerweise flüssiger Stickstoff, jedes Kühlmittel, das auf der Kryogen-Temperatur gehalten werden kann, die für die Strömungsbehinderungseinrichtung 100 erwünscht ist, kann jedoch verwendet werden. Das Kryogen-Strömungsmittel könnte beispielsweise eine der Chlorofluoromethan-Mischungen sein, wie die Kühlmittel, die kommerziell unter der Bezeichnung Freon erhältlich sind.

Indium-Unterlegscheiben 103 sind zwischen der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 und den Aufnahmen 102 angeordnet, so daß ein inniger Wärmekontakt zwischen der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 und dem Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir 150 aufrechterhalten werden kann. Auf diese Weise kann die Temperatur der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 im wesentlichen auf der Temperatur des Kryogen-Strömungsmittel s im Reservoir 150 gehalten werden. In Betrieb wird die Temperatur des Kryogen-Strömungsmittels so gewählt, daß die

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Strömungsbehinderungseinrichtung 100 auf einer Temperatur unterhalb der Kondensat! ons tempera tür des Gases gehalten werden kann, das auf dieser durch Kryokondensation gepumpt werden soll (beispielsweise Wasserdampf), aber oberhalb der Kondensat!ons temperatur des gewählten Gases (beispielsweise Argon).

Die Pumpeinrichtung 10 und das diese umgebende Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir 150 sind in einem Gehäuse 160 eingeschlossen, das allgemein zylindrische Konfiguration hat mit einem ebenen Boden 161, auf den eine Vielzahl von wärmeisolierenden Tragstrukturen 162 montiert ist. Das Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir 150 wird in der Weise auf den Tragstrukturen 162 abgestützt, daß ein wärmeisolierender Spalt zwischen den Außenwänden des Reservoirs 150 und den Innenwänden der Gehäusestruktur 160 gebildet wird. Dieser Isolierspalt dient dazu, das Reservoir 150 gegen Wärmeenergiequellen aus der Umgebung zu isolieren. Das Rohr 151, durch das das Reservoir 150 mit Kryogen-Strömungsmittel gefüllt wird, verläuft durch eine öffnung 165 in einer Seitenwand der Gehäusestruktur 160. Eine Vakuumabdichtung erfolgt auf dem Umfang des Rohrs 151, um eine gasdichte Integrität der Gehäusestruktur 160 zu erhalten.

Eine mit Flansch versehene öffnung 163 ist im Boden 161 der Gehäusestruktur 160 vorgesehen. Diese öffnung 163 ist mit einer mit einem passenden Flansch versehenen Kappenstruktur 55 abgedeckt, die die Gehäusestruktur 160 abschließt und hermetisch abdichtet. Der Expander 15 erstreckt sich durch eine öffnung in der Kappenstruktur 55 in das Innere des Vakuumgefäßes 50. Eine Schweißverbindung dichtet den Expander 15 am Umfang, wo dieser durch die öffnung in der Kappenstruktur 55 hindurchtritt, so daß eine gasdichte Integrität der Kappenstruktur 55, die die Gehäusestruktur 160 abdichtet, aufrechterhalten wird. Eine mit Flansch versehene Grobpumpöffnung 56 kann ebenfalls in der Kappenstruktur 55 vorgesehen sein.

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Eine alternative Ausführungsform einer Pumpeinrichtung nach der Erfindung ist in Figur 2 dargestellt, bei der die Pumpeinrichtung zum Entfernen des ausgewählten ersten Gases (beispielsweise Argon) eine Diffusionspumpe oder eine Turbomolekularpumpe ist statt einer Kryogenpumpe gemäß Figur 1. Gemäß Figur 2 tritt Gasstrom von der zu evakuierenden Kammer in das Innere des Vakuumgefäßes 50 durch die gleiche Art einer Strömungsbehinderungseinrichtung 100 ein wie in Figur 1 dargestellt. In Figur 2 ist jedoch statt einer Kryogenpumpe, die im Inneren des Vakuumgefäßes 50 angeordnet ist, eine Pumpeinrichtung 200, wie eine Diffusionspumpe oder eine Turbomolekularpumpe, mit der Gehäusestruktur 160 gekuppelt, um Gas zu entfernen, das durch die Strömungsbehinderungseinrichtung 100 hindurchtritt. Gemäß Figur 2 ist der Boden 161 der Gehäusestruktur 160 mit einer mit Flansch versehenen öffnung 201 versehen, die zu einem Flansch 202 an der Diffusionspumpe oder Turbomolekularpumpe 200 paßt.

Die Strömungsbehinderungseinrichtung 100 steht in innigem Wärmekontakt mit einem Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir 250 und kann auf diese Weise auf einer Kryogen-Temperatur gehalten werden, die zum Entfernen eines Gases (beispielsweise Wasserdampf) geeignet ist, für das eine im wesentlichen konstante Pumpgeschwindigkeit erwünscht ist.

In jeder der in Figur 1 bzw. 2 dargestellten Ausführungsform ist die Abdeckung der zylindrischen Gehäusestruktur 160 ein allgemein ebenes Element mit einer mit Flansch versehenen öffnung 52 zur vakuumdichten Kupplung mit einem passenden Flansch in der Wand der zu evakuierenden Kammer. Eine Anzahl von vakuumdichten Flanschanordnungen, wie sie dem Vakuumfachmann bekannt sind, sind für den Flansch möglich, der durch Bezugszeichen 52 angedeutet ist. Beispielsweise wird auf US-PS 3 208 758 hingewiesen.

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In vielen Anwendungsfällen ist es erwünscht, zwischen die zu evakuierende Kammer und das Innere der Gehäusestruktur 16Ü ein Ventil zu schalten. Bei der in Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist ein Schwenkventil 60 vorgesehen, um die Öffnung 52 zu öffnen und zu schließen, die von der zu evakuierenden Kammer zum Inneren der Gehäusestruktur 160 führt. Das schematisch dargestellte Schwenkventil 60 kann mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder durch Solenoideinrichtungen betätigt werden, die mit einer Gestängeeinrichtung gekuppelt sind, die durch eine mit Flansch versehene Öffnungsstruktur 65 in der zylindrischen Seitenwand der Gehäusestruktur 160 führt.

Wenn das Schwenkventil 60 offen ist, strömt Gas von der zu evakuierenden Kammer in Betrieb durch dieses zur Strömungsbehinderungseinrichtung 100 hindurch. In einem typischen Anwendungsfall, wo es gewünscht ist, die Geschwindigkeit zu regulieren, mit der Argon von einer Sprühkammer gepumpt wird, während eine konstante Pumpgeschwindigkeit für Wasserdampf aufrechterhalten wird, wird die Temperatur der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 auf einen Wert unterhalb der Kondensationstemperatur von Wasserdampf gehalten, jedoch oberhalb der Kondensationstemperatur von Argon.

Die Strömungsbehinderungseinrichtung 100 ist derart mit Öffnungen versehen, daß der Durchtritt von Gas bei nicht weniger als einem gewünschten Minimaldruck erlaubt wird. Für gewisse Anwendungsfälle kann der mit Öffnungen versehene Teil der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 zweckmäßigerweise nicht variabel sein und eine ausreichende Größe haben, um ein überschwemmen der Pumpeinrichtung während der Entfernung von Gas zu verhindern, das auf der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 nicht kryokondensiert. Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht jedoch die Strömungsbehinderungseinrichtung 100 aus Mitteln zur kontrollierbaren Veränderung der Öffnungsgröße, durch die Gas von der Kammer hindurchtreten kann. Im folgenden wird deshalb die Strömungsbehinderungseinrichtung 100 als eine Einrichtung mit variabler Öffnung beschrieben.

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Wenn die öffnungen in der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 vollständig abgedeckt sind, nähert sich die Pumpgeschwindigkeit für Gas, das nicht auf dessen Oberfläche kryokondensiert, effektiv dem Wert Null. Der Durchtritt von solchem Gas zur Pumpeinrichtung über den restriktiven Raum zwischen der Innenwand der Gehäusestruktur 160 und der Außenwand des Kryogenströmungsmittelreservoirs (in Figur 1 mit Bezugszeichen 150 und in Figur 2 mit Bezugszeichen 250 bezeichnet) ist vernachlässigbar wegen der engen Nachbarschaft des Reservoirs zur Gehäusestrukturwand.

Die Größe des Öffnungsteils der Strömungsbehinderungseinrichtung ist kontinuierlich variabel von einer voll gedrosselten Position in eine voll offene Position. Wenn der Öffnungsteil der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 voll geschlossen ist, werden Gase wie Wasserdampf (d. h. Gase mit einer relativ hohen Kondensationstemperatur) durch Kryokondensation an der oberen Fläche gepumpt. Wenn der Öffnungsteil bis zu irgendeinem Zwischenmaß geöffnet ist, treten Gase, die nicht auf der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 kryokondensieren, zum Inneren des Vakuumgefäßes 50 durch. In der voll geöffneten Position ist die Pumprate für alle Gase, die nicht auf der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 kryokondensieren, maximal. Die Rate, mit der Gase wie Wasserdampf auf der Oberfläche der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 gepumpt werden, wird jedoch nicht merklich dadurch beeinträchtigt, ob die öffnungen geöffnet oder geschlossen sind.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform werden Gase, die nicht auf der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 kryokondensieren, auf den Oberflächen der Anordnung 23 der ersten Stufe gepumpt, oder auf dem kälteren Oberflächen der Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe. Bei der Ausführungsform nach Figur 2 werden diese Gase durch die Pumpeinrichtung 200 entfernt. Wasserdampf, der durch den Öffnungsteil der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 eintritt, kann auf deren Innenseite gepumpt werden, ebenso wie auf der Innenwand des Vakuumgefäßes 50.

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Eine andere alternative Ausführungsfcrm der Pumpeinrichtung nach der Erfindung ist in Figur 3 dargestellt, wobei die Strömungsbehinderungseinrichtung 100 direkt auf die erste (d. h. wärmere) Stufe einer zweistufigen Kryogen-Pumpeinrichtung montiert ist. Gemäß Figur 3 besteht ein zweistufiger Expander 15 aus einer Expansionskammer 20 der ersten Stufe und einer Expansions kammer 30 der zweiten Stufe, ebenso wie bei der Ausführungsform nach Figur 1. Eine Aluminium-Tragstruktur 22 zum Abstützen einer Pumpstruktur der ersten Stufe ist an der fernen Endwand 21 der Expansionskammer 20 befestigt, und eine Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe ist an der fernen Endwand 31 der Expansionskammer 30 befestigt, ebenso wie in Figur 1. Die Pumpstruktur 33 der zweiten Stufe gemäß Figur kann im wesentlichen identisch mit der entsprechenden Pumpstruktur der zweiten Stufe nach Figur 1 sein. Die Pumpstruktur der ersten Stufe gemäß Figur 3 unterscheidet sich jedoch von der Pumpstruktur der ersten Stufe gemäß Figur 1 darin, daß statt der Anordnung 23 aus Winkel-Teilwänden gemäß Figur 1 eine allgemein zylindrische Pumpstruktur 23' in innigem Wärmekontakt mit der Tragstruktur 22 befestigt ist, um eine Kryogen-Pumpflache der ersten Stufe innerhalb der Gehäusestruktur 160 zu bilden.

Gemäß Figur 3 bildet ein schüsselartiges ringförmiges Element 70, vorzugsweise aus Kupfer, die Einrichtung, mit der das untere Ende der zylindrischen Pumpstruktur 23' an der Tragstruktur 22 befestigt ist. Das Element 70 hat einen L-förmigen Querschnitt, dessen horizontaler Arm an die Tragstruktur 22 hartgelötet oder angebolzt werden kann, und dessen vertikaler Arm an die zylindrische Struktur 23' hartgelötet ist. In ähnlicher Weise ist der Vertikalarm eines invertierten schüsselartigen Ringelementes 71 an das obere Ende der zylindrischen Pumpstruktur 23' hartgelötet. Die Strömungsbehinderungseinrichtung 100 ist am Horizontalarm des Ringelementes 71 mit Bolzen 101 befestigt. Ein inniger Wärmekontakt zwischen der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 und dem invertierten schüsselartigen Ring-

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element 71 wird durch Indium-Unterlegscheiben 103 erhalten, die zwischen diesen beiden um die Bolzen 101 herum angeordnet sind. Auf diese Weise nimmt die Strömungsbehinderungseinrichtung 100 die Kryogen-Temperatür der Pumpstruktur 23' der ersten Stufe an.

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der die Temperatur der mit öffnungen versehenen Strömungsbehinderungseinrichtung 100 auf einer Kryogen-Temperatur gehalten wird, die niedriger liegt als die Temperatur eines Gases (beispielsweise Wasserdampf), für das eine konstante Pumpgeschwindigkeit erwünscht ist, jedoch auf einer Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur eines gewählten Gases (beispielsweise Argon), für das eine begrenzte Pumpgeschwindigkeit erwünscht ist. Eine kontrollierte Variation der Pumpgeschwindigkeit dieses ausgewählten Gases kann durch eine Einrichtung erhalten werden, mit der der Öffnungsteil der Strömungsbehinderungseinrichtung 100 gedrosselt wird.

Figur 4 zeigt eine Ansicht einer Strömungsbehinderungseinrichtung nach der Erfindung mit variabler öffnung entsprechend der Linie 4-4 in Figur 1. Die Einrichtung 100 mit variabler öffnung besteht aus einer mit öffnungen versehenen Statorplatte 200, die in der Ausführungsform nach Figur 1 allgemein kreisförmig ist und in innigem Wärmekontakt mit dem kreisförmigen Umfang des Kryogen-Strömungsmittel-Reservoirs 150 mit Bolzen 101 und Indium-Unterlegscheiben 103 befestigt ist. Bei der Ausführungsform nach Figur 2 ist die Statorplatte 200 in ähnlicher Weise an den Umfang des Kryogen-Strömungsmittel-Reservoirs 250 angebolzt. Bei der Ausführungsform nach Figur ist die Statorplatte 200 an die invertierte, schüsselartige Ringst» uktur 71 angebolzt, die an das obere Ende der zylindrischen Kryogen-Pumpstruktur 23' der ersten Stufe hartgelötet ist.

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Die Statorplatte 200 weist eine Anzahl öffnungen 201 auf, die symmetrisch darauf angeordnet sind. Vorzugsweise sind die öffnungen 201 als abgestumpfte gleichseitige Dreiecke geformt, deren Grundseiten und Oberseiten durch Krümmungsradien mit dem Mittelpunkt in der Mitte der Platte 200 definiert sind. Ein Rotor 300 ist auf der Unterseite der Statorplatte 200 zur Drehung um eine Achse senkrecht zur Platte 200 in deren Mitte montiert. Gemäß Figur 5 wird diese Montage mittels einer Sicherungsmutter 215 und einer Lagerhülse 216 auf Teflon (d. h. Polytetrafluorethylen) verwirklicht, die mit einer Flachkopfschraube 217 in der Mitte der Platte 200 befestigt sind.

Der Rotor 300 ist so konfiguriert, daß er die öffnungen 201 in der Statorplatte 200 vollständig abdeckt, wenn er in die voll geschlossene Position gedreht ist. Für öffnungen 201, die gemäß Figur konfiguriert sind, kann der Rotor 300 zweckmäßigerweise fächerartige Blätter 301 aufweisen, die allgemein die gleiche Form haben wie die öffnungen 201, aber etwas größer sind. Ein Betätigungsstab 205 ist vorgesehen, um die Blätter 301 um die Achse der Statorplatte 200 zu drehen. Eine Translations-Einstellung der Betätigungsstange 205 sorgt fUr die gewünschte Drehpositionierung der Blätter 301 mit Bezug auf die öffnungen 201. Die Positionierung der Blätter 301 mit Bezug auf die öffnungen 201 bewirkt die gewünschte Beschränkung der Pumpgeschwindigkeit. Der Betätigungsstab 205 tritt durch eine öffnung 166 in das Innere der Gehäusestruktur 160 ein. Eine Vakuumabdichtung für den Betätigungsstab 205 kann mit einem dichten Balgen innerhalb der öffnung 166 erhalten werden. Eine Translationsbewegung kann dem Betätigungsstab 205 durch mechanische, hydraulische, pneumatische oder Solenoid-Einrichtungen erteilt werden, wie sie dem Fachmann bekannt sind.

Gemäß Figur 5 ist der Betätigungsstab 205 an einem Verbindungsgestänge 206 befestigt, das seinerseits mit einem Stift 220 an einem Rotorbetätigungsarm 207 befestigt ist. Ein Ende des Arms 207 schwenkt um ein

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Lager 208, das exzentrisch auf der Stator platte 200 befestigt ist. Ein Rotorbetätigungsstift 209 ist an einem seiner Enden an einem der Rotorblätter 301 befestigt. Das andere Ende des Rotorbetätigungsstiftes 209 ist in einem Schlitz 210 an dem dem Lager 208 entgegengesetzten Ende des Arms 207 gefangen. Auf diese Weise wird eine Translationsbewegung des Betätigungsstabes 205 in eine Rotationsbewegung der Rotorblätter 301 umgewandelt. Das gewünschte Maß der Schließung der öffnungen 201 durch die Blätter 301 wird durch Einstellung des Betätigungsstabes 205 erhalten.

Die Erfindung ist in Verbindung mit einer Anzahl von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden. Andere Techniken, mit denen die Strömungsbehinderungseinrichtung auf einer gewünschten Kryogen-Temperatur gehalten werden können, können sich für den Praktiker auf diesem Gebiet von selbst ergeben und liegen deshalb im Rahmen der Erfindung. Weiter können sich auch alternative Techniken zur kontrollierbaren Änderung der Öffnungsgröße der Strömungsbehinderungseinrichtung für den einschlägigen Fachmann von selbst ergeben und sollen ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegen.

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Claims (31)

Vl P499 D Patentansprüche

1. Verfahren zum Entfernen eines ersten Gases aus einer Kammer mit einer gewählten Pumpgeschwindigkeit, während eine im wesentlichen konstante Pumpgeschwindigkeit zur Entfernung eines zweiten Gases aus der Kammer aufrechterhalten wird, wobei das zweite Gas eine höhere Kondensationstemperatur hat als das erste Gas, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strömungsbehinderungseinrichtung, die die Pumpgeschwindigkeit des ersten Gases von der Kammer zu einer Pumpeinrichtung, die dieses Gas aus der ersten Kammer entfernt, auf einer Kryogen-Temperatur gehalten wird, wobei die Kryogen-Temperatur der Strömungsbehinderungseinrichtung höher ist als die Kondensationstemperatur des ersten Gases,jedoch einen Wert hat, bei der das zweite Gas kondensiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsbehinderungseinrichtung kontrollierbar eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsbehinderungseinrichtung aus einem stationären Element mit einem Öffnungsteil besteht, durch den das erste Gas von der Kammer zur Pumpeinrichtung strömen kann, und daß die Behinderung der Pumpgeschwindigkeit des ersten Gases zur Pumpeinrichtung dadurch durchgeführt wird, daß der Öffnungsteil des stationären Elementes mit einem bewegbaren Element in einem Ausmaß abgedeckt wird, das für die gewünschte Pumpgeschwindigkeit für das erste Gas sorgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichent, daß mit pneumatischen Einrichtungen zur Bewegung des bewegbaren Elementes das bewegbare Element veranlaßt wird, den Öffnungsteil des stationären Elementes im gewünschten Ausmaß abzudecken.

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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Solenoideinrichtungen zur Bewegung des bewegbaren Elementes das bewegbare Element veranla3t wird, den Öffnungsteil des stationären Elementes im gewünschten Ausmaß abzudecken.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung aus einer Kryogen-Fläche besteht und daß die Entfernung des ersten Gases aus der Kammer dadurch durchgeführt wird, daß die Kryogen-Fläche der Pumpeinrichtung auf einer Temperatur gehalten wird, bei der das erste Gas kondensiert.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das stationäre Element der Strömungsbehinderungseinrichtung in innigem Wärmekontakt mit einem Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir montiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir flüssigen Stickstoff enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kryogen-Strömungsmittel -Reservoir ein Chlorofluoromethan-Gemisch enthält.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das stationäre Element der Strömungsbehinderungseinrichtung in innigem Wärmekontakt mit einer Stufe einer mehrstufigen Kryogen-Pumpe montiert wird, die eine Stufe der mehrstufigen Pumpe auf einer Temperatur höher als die Kondensationstemperatur des ersten Gases gehalten wird, jedoch einen Wert hat, bei der das zweite Gas kondensiert, und daß eine andere Stufe der mehrstufigen Pumpe auf einer Temperatur gehalten wird, bei der das erste Gas kondensiert.

11. Vorrichtung zur Entfernung eines ersten Gases von einer Kammer mit einer gewählten Pumpgeschwindigkeit, während eine im wesentlichen konstante Pumpgeschwindigkeit zur Entfernung eines zweiten Gases von der Kammer aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß

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eine Einrichtung zur Einschränkung der Strömung des ersten Gases von der Kammer zu einer Pumpeinrichtung, die das erste Gas aus der Kammer entfernt, vorgesehen ist, und daß diese Strömungsbehinderungseinrichtung eine Oberfläche aufweist, die auf einer Temperatur gehalten werden kann, bei der das zweite Gas kondensiert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsbehinderungseinrichtung kontrollierbar variabel ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsbehinderungseinrichtung aus einem stationären Element besteht, das einen üffnungsteil aufweist, durch den das erste Gas von der Kammer zur Pumpeinrichtung strömen kann,und ein bewegbares Element, das so angeordnet ist, daß es den öffnungsteil des stationären Elementes in einem Ausmaß abdeckt, der für die gewünschte Pumpgeschwindigkeit für das erste Gas sorgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine pneumatische Einrichtung zum kontrollierbaren Bewegen des bewegbaren Elementes zwecks Abdeckung des Offnungsteils des stationären Elementes in dem gewünschten Ausmaß.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Solenoideinrichtung zum kontrollierbaren Bewegen des bewegbaren Elementes zwecks Abdeckung des öffnungsteils des stationären Elementes in dem gewünschten Ausmaß.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das stationäre Element der Strömungsbehinderungseinrichtung in innigem Wärmekontakt mit einem Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir montiert ist.

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17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir mit flüssigem Stickstoff gefüllt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir mit einer Chlorofluoromethan-Mischung gefüllt ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das stationäre Element der Strömungsbehinderungseinrichtung in innigem Wärmekontakt mit einer Stufe einer mehrstufigen Kryogen-Pumpe montiert ist, diese eine Stufe der mehrstufigen Pumpe auf einer Temperatur gehalten ist, die höher ist als die Kondensationstemperatur des ersten Gases, jedoch einen Wert hat, bei der das zweite Gas kondensiert, und daß eine andere Stufe der mehrstufigen Pumpe auf einer Temperatur gehalten ist, bei der das erste Gas kondensiert.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element zwischen dem stationären Element und der Pumpeinrichtung montiert ist, mit der das erste Gas aus der Kammer entfernt wird.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das stationäre Element im wesentlichen planar ist und das bewegbare Element so konfiguriert ist, daß es den Öffnungsteil des stationären Elementes vollständig abdeckt, wenn Entfernung des zweiten Gases aus der Kammer erwünscht ist mit vernachlässigbarer Entfernung des ersten Gases aus der Kammer.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das planare stationäre Element allgemein kreisförmig ist und eine Anzahl Öffnungen aufweist, die symmetrisch mit Bezug auf den Umfang angeordnet sind.

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23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element drehbar auf dem stationären Element um eine Achse senkrecht zur Ebene des stationären Elementes in dessen Mitte montiert ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element mittels einer Sicherungsmutter und einer Lagerhülse aus Polytetrafluoroäthylen drehbar am stationären Element montiert ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23, 24 oder 25, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Drehung des bewegbaren Elementes um die Achse.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch eine pneumatische Einrichtung zur Betätigung der Einrichtung zum Drehen des bewegbaren Elementes.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch eine Solenoideinrichtung zur Betätigung der Einrichtung zum Drehen des bewegbaren Elementes.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir die Pumpeinrichtung umgibt, die das erste Gas aus der Kammer entfernt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung eine mehrstufige Kryogen-Pumpe ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß das die Pumpeinrichtung umgebende Flüssigkeitsreservoir in ein Vakuumgefäß eingeschlossen ist, das seinerseits einen Flanschteil zur Befestigung an der Kammer aufweist, aus der die beiden Gase zu entfernen sind.

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31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Kryogen-Strömungsmittel-Reservoir in der Weise in das Vakuumgefäß montiert ist, daß ein thermisch isolierender Spalt zwischen dem Reservoir und dem Vakuumgefäß vorhanden ist.