DE3423980A1

DE3423980A1 - Kohlenwasserstoffgetterpumpe

Info

Publication number: DE3423980A1
Application number: DE19843423980
Authority: DE
Inventors: James Roger Rexford N.Y. Young
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1983-07-05
Filing date: 1984-06-29
Publication date: 1985-01-17
Also published as: GB8417070D0; FR2548828B1; JPS6059624A; US4515528A; FR2548828A1; GB2143080B; GB2143080A; JPH0481295B2

Description

Kohlenwasserstoffgetterpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf Kohlenwasserstoffgetterpumpen, die zum Beseitigen von Kohlenwasserstoffen aus abgedichteten Behältern bzw. Kolben verwendet werden, und insbesondere auf eine Pumpe, die einen Katalysator und Gettermaterial verwendet.

Abgedichtete Einstrahl-ölfilm-Lichtventile, die als ein Teil von Televisions-Projektionssystemen verwendet werden, erfordern die Beseitigung von Wasserstoff, Methan und schweren Kohlenwasserstoffen, die aus dem Elektronenbeschuß durch · einen Elektronenstrahl eines dünnen Ölfilms resultieren, der in der Röhre angeordnet ist. Die schweren Kohlenwasserstoffe werden durch ein Molekularsieb beseitigt, während die gegenwärtig verwendete Getterpumpe einen Wolframfaden aufweist, um Elektronen zu erzeugen, um die Kohlenwasserstoffe durch Elektronenbeschuß in Kohlenstoff und Wasserstoff zu dissoziieren. Der Wasserstoff wird mit einer aktiven Metallegierung von 84 Gew.-% Zirkon und 16 Gew.-% Aluminium gegettert, während der Kohlenstoff auf der Oberfläche der Elektronenbeschußkammer abgeschieden wird. Das Gettermaterial ist in ringförmigen Behältern angeordnet, wobei die Behälter in axialer Richtung durch einen Drahtrahmen beabstandet sind. Ein Wolframheizelement, das axial durch die Ringbehälter angeordnet ist, wird mit hohen Spannungen betrieben, um Wärme und Elektronenbeschuß zu erzeugen. Die Elektronenbeschuß-Getterpumpe hat jedoch zwei Nachteile. Erstens ist die Elektronenemissions-Steuerelektronik, die zur Aufrechterhaltung des Elektronenbeschusses erforderlich ist, wenn der Wolframfaden altert, kostspielig, und zweitens wird der Elektronenemissionsfaden nach vielen Betriebsstunden spröde und kann brechen oder ausbrennen, wenn er einem kleinen mechanischen Stoß ausgesetzt wird.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kohlenwasserstoffgetterpumpe zu schaffen, die keinen Elektronenbeschuß verwendet, um Kohlenwasserstoffe zu dissoziieren. Weiterhin soll eine Kohlenwasserstoffgetterpumpe geschaffen werden, die gegenüber mechanischen Stoßen beständig ist. Die Kohlenwasserstof f getterpumpe soll keine Steuerelektronik erfordern.

Erfindungsgemäß weist eine Kohlenwasserstoffgetterpumpe für eine Verwendung in einem abgedichteten Gefäß mit einem Vakuum oder einer inerten Atmosphäre eine aktive Metallegierung, die Wasserstoff gettern kann, einen Nickelkatalysator und Mittel auf, um das Gettermaterial und den Nickelkatalysator auf 300 bis 500 C zu erwärmen. Der erwärmte Katalysator dissoziiert den Kohlenwasserstoff in Wasserstoff und Kohlenstoff, so daß das Gettermaterial den Wasserstoff gettern kann und der Kohlenstoff sich auf den Oberflächen des Katalysators abscheiden kann.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Querschnittsansicht von einer Kohlenwasserstoffgetterpumpe gemäß der Erfindung.

In Figur 1 ist eine Kohlenwasserstoffgetterpumpe gezeigt, die für ein Einsetzen in ein abgedichtetes Gefäß oder einen Kolben 2 geeignet ist, wie beispielsweise die Lichtventilröhre, die in der US-PS 3 385 991 beschrieben ist. Ringförmige Behälter 3 umgeben einen hohlen Zylinder 5, der aus Nickel oder rostfreiem Stahl hergestellt sein kann. Die Behälter können beispielsweise durch Punktschweißen an dem Zylinder befestigt sein. Die ringförmigen Behälter sind auf einer Seite offen, wobei sie einen kreisförmigen Kanal bilden, und der untere Abschnitt des Kanals bildet mehrere öffnungen. Der Hohlzylinder 5 kann öffnungen 6 enthalten, um die Gaszirkulation in und um den Zylinder herum zu verbessern. In dem Hohlzylinder

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ist ein isoliertes elektrisches Heizelement 7 angeordnet, wie beispielsweise ein unter dem Handelsnamen "Calrod" von der General Electric Company lieferbares Element. Das elektrische Heizelement ist mit Isoliermaterial 8 überzogen, beispielsweise Magnesiumoxid, so daß benachbarte Windungen des Heizelements 7 keinen Kurzschluß bilden. Wenigstens einer der Ringbehälter 3 enthält einen Nickelkatalysator 10 aus pulverförmigem oder granulärem,passiviertem Nickel. Ein geeigneter Katalysator ist von der Firma Harshaw Chemical Co., Cleveland, Ohio, als Nickelkatalysator 5132G erhältlich. Die anderen Ringbehälter enthalten Gettermaterial 12, das eine Metalllegierung von etwa 84 Gew.~% Zirkon und etwa 16 Gew.-% Aluminium enthält. Das Gettermaterial ist beispielsweise von SAES Getters Electronics, Inc., Colorado Springs, Colorado, erhältlich. Das Heizelement 7 ist mit einer geeigneten Stromquelle verbunden und üblicherweise mit einer Leistung von bis 15 Watt bei 6 bis 10 Volt gespeist. Der Zylinder 5 ist in dem abgedichteten Gefäß 2 durch Stützdrähte 14 gehaltert, die an dem Zylinder beispielsweise durch Schweißen befestigt sind, wobei die anderen Enden der Stützdrähte in der Wand des Glaskolbens verankert sind.

Im Betrieb werden das Gettermaterial und der Nickelkatalysator in einem Vakuum oder einer inerten Atmosphäre durch das Heizelement 7 auf etwa 300 bis 500 .⁰C erwärmt. Methan wird durch den aktivierten Nickelkatalysator 10 dissoziiert, um Wasserstoff und Kohlenstoff zu bilden. Der Wasserstoff diffundiert ab und wird durch das erwärmte Gettermaterial 12 gegettert, und der Kohlenstoff scheidet sich auf den Oberflächen des Katalysators 10 ab. Schwerere Kohlenwasserstoffe wurden vorzugsweise durch ein nicht gezeigtes Molekularsieb entfernt.

Wenn die Kohlenwasserstoffgetterpumpe in einem Lichtventil verwendet wird, würde die Pumpe in einem Anhang zu der Röhre angeordnet, wobei das Molekularsieb zwischen der Pumpe und dem Hauptröhrenkörper angeordnet wird. Die zwei Glühfaden-

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leiter erstrecken sich durch die Röhrenwand zum Außenraum der Röhre.

Vorstehend ist eine Kohlenwasserstofffgetterpumpe zur Beseitigung von Kohlenwasserstoffen aus abgedichteten Behältern beschrieben, die keinen Elektronenbeschuß verwendet, um die Kohlenwasserstoffe zu dissoziieren. Die Kohlenwasserstoffgetterpumpe gemäß der Erfindung ist mechanisch stoßbeständig, da kein Wolframfaden verwendet wird, und sie erfordert keine Steuerelektronik, um das Heizelement zu steuern.

Claims

Patentansprüche

ill Kohlenwasserstoffgetterpumpe für eine Verwendung in einem Vakuum oder einer inerten Atmosphäre, g e k e η η zeichnet -durch:

- ein Gettermaterial (12), das eine aktive Metallegierung aufweist, die Wasserstoff gettern kann,

- einen Nickelkatalysator (10) und

- Mittel (7) zum Erwärmen des Gettermaterials und des Nickelkatalysators auf etwa 300 bis 500 °C.
2. Kohlenwasserstoffgetterpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallegierung im wesentlichen 84 Gew.-% Zirkon und 16 Gew.-% Aluminium aufweist.
3. Kohlenwasserstoffgetterpumpe gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch:

- einen hohlen Zylinder (5), in dem die Heizmittel (7) angeordnet sind, und

- mehrere ringförmige Behälter (3), die den Hohlzylinder (5) umgeben, wobei in wenigstens einem der Behälter (3) der Nichelkatalysator angeordnet und in den anderen Behältern das Gettermaterial angeordnet ist.
4. Verfahren zum Entfernen von Kohlenwasserstoffen aus einem Vakuum oder einer inerten Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet , daß

- ein Nickelkatalysator auf etwa 300 bis 500 °C in der Gegenwart von Kohlenwasserstoffen erwärmt wird, um die Kohlenwasserstoffe in Wasserstoff und Kohlenstoff zu dissoziieren, und

- der Wasserstoff mit einer aktiven Metallegierung gegettert wird, wobei sich das Kohlenstoffmaterial auf den Oberflächen des Katalysators abscheiden kann.