DE4041725A1 - Coating smooth metal e.g. inside wall of cryo-pump with porous adsorbent - by spraying granules of e.g. activated charcoal onto wet liq. cement adhesive, after cleaning metal surface - Google Patents

Coating smooth metal e.g. inside wall of cryo-pump with porous adsorbent - by spraying granules of e.g. activated charcoal onto wet liq. cement adhesive, after cleaning metal surface

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Abstract

Prodn. of an adsorbent layer of porous granulate (I), which can be regenerated or reactivated and is stable from ca. 4 K to 300 deg. C, on a smooth metallic surface, e.g. an activated charcoal granulate coating on the inside wall of a cryo-pump, involves (a) prepg. the metal surface, e.g. cleaning and/or degreasing; (b) spraying with a uniform coating of liquid, sprayable ceramic adhesive (II) of predetermined thickness; (c) immediately applying (I) to the wet (II) coating by pneumatic spraying in stips in one pass over the entire surface, without removing excess material between the strips; (d) removing excess (I), not firmly held by the (II); and (e) hardening and/or curing the resultant coating. Heat-resistant (II) is pref. used. (II) is applied with a paint spray gun, pref. with an enlarged nozzle with a dia. of ca. 2-3 mm; and (I) with a sand blasting gun, pref. with a nozzle ca. 2-5 times larger than usual for abrasive equipment. USE/ADVANTAGE - (I) is completely effective on the vacuum side, since its pores are not blocked by (II). The coating has good adhesion on cooling to low temp. many times. Even non-horizontal surfaces can be coated very easily and very quickly using automatic machinery.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine regene­ rierbare Sorptionsschicht sowie die Verwendung von zu deren Herstellung geeigneten Geräten gem. den Oberbegriffen der Pa­ tentansprüche 1 bis 4.The present invention relates to a method, a rain sorbable layer and the use of Manufacture of suitable devices in accordance with the generic terms of Pa Claims 1 to 4.

Es ist bekannt, z. B. Sorptionsflächen von Kryopumpen mit Sor­ bensmaterialien zu beschichten. Als solche Sorbensmaterialien werden vorzugsweise Aktivkohlepartikel mit einer Korngröße von Pulverform bis ca. 10 mm Durchmesser benützt. Die Partikel werden in einem Fall aufgeklebt, wobei der Klebstoff mittels Pinseln oder Spachteln aufgetragen wird und die Partikel an­ schließend in die Klebeschicht eingedrückt werden. Weiterhin ist es bekannt, die Partikel mechanisch durch Einbringen in eine Wabenstruktur zu befestigen oder sie durch mittels Flamm­ spritzverfahren aufgebrachter metallischer Kleber mit an­ schließender Wärmebehandlung zu befestigen.It is known e.g. B. sorption surfaces of cryopumps with Sor to coat other materials. As such sorbent materials are preferably activated carbon particles with a grain size of Powder form up to approx. 10 mm diameter used. The particles are glued in one case, the adhesive using Brushes or spatulas are applied and the particles on finally pressed into the adhesive layer. Farther it is known to mechanically introduce the particles into to attach a honeycomb structure or by means of flame metallic adhesive applied by spraying final heat treatment.

All diesen Verfahren ist jedoch der Nachteil gemeinsam, daß sie sehr zeitaufwendig sind und keine gleichmäßige Beschich­ tung garantieren. Außerdem ist nur die Belegung von horizonta­ len Flächen einwandfrei möglich.However, all these processes have the disadvantage that they are very time consuming and not even coating guarantee. In addition, only the allocation of horizonta len surfaces perfectly possible.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine im Temperaturbereich von ca. 4°K bis 300°C standhafte Schicht aus granulatförmigem Sorbensmate­ rial der Korngrößenordnung 0,1 bis 2 mm oder etwas größer auf einer glatten metallischen Oberfläche, vorzugsweise auf der Innenfläche einer Kryopumpe unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile zu erzeugen. Based on this state of the art, it is now the task of present invention, a temperature range of about 4 ° K up to 300 ° C stable layer of granular sorbent mate rial of grain size 0.1 to 2 mm or slightly larger a smooth metallic surface, preferably on the Inner surface of a cryopump avoiding the described Generate disadvantages.  

Die Erfindung soll dabei nicht nur die Schicht als solche an­ geben, wobei die dem Vakuum zu- bzw. der Wand weggerichtete Seite der Schicht voll wirksam sein soll. D.h. die Poren auf dieser Seite des Granulates dürfen durch das Klebemittel nicht verstopft sein. Um dieses zu erreichen, soll die Erfindug auch noch die geräteseitige Einrichtung zur Erzeugung der Schicht angeben.The invention is not intended to cover only the layer as such give, with the vacuum or the wall facing away Side of the layer should be fully effective. I.e. open your pores this side of the granules must not be allowed by the adhesive to be congested. In order to achieve this, the invention should also nor the device-side device for generating the layer specify.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt nun die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen der Schicht vor, welches durch die Merkmale des Anspruches 1 dargestellt wird. Die Schicht selbst ist erfin­ dungsgemäß eindeutig gekennzeichnet durch die Schritte zu ihrer Herstellung gem. den Kennzeichen der Merkmale des An­ spruches 2. Letztlich schlägt die Erfindung als Apparatur für die Herstellung der Schicht Geräte gem. den Kennzeichen der Ansprüche 3 bis 6 vor, deren Verwendung zu anderen Zwecken bereits bekannt, hier jedoch in völlig neuer Weise überra­ schend erfolgreich ist.To achieve the object, the invention now proposes a method to create the layer, which is characterized by the features of Claim 1 is shown. The layer itself is invented accordingly clearly marked by the steps to their manufacture acc. the characteristics of the characteristics of the contractor Proverbs 2. Ultimately, the invention proposes as an apparatus for the production of the layer devices acc. the characteristics of the Claims 3 to 6, their use for other purposes already known, but here in a completely new way is successful.

Einzelheiten des neuen Verfahrens und der verbesserten Schicht werden im folgenden näher beschrieben: Mit dem Verfahren soll eine reaktivierbare Aktikohlegranulat­ schicht zu dem eingangs erwähnten Zweck auf einer glatten Me­ talloberfläche aufgebracht werden. Da die Schicht im Bereich von 4°K bis 300°C standhaft sein soll, ist zum Kleben ein Ke­ ramikkleber erforderlich, dessen Viskosität einstellbar sein muß, da er gespritzt werden soll. Als verwendbar haben sich dabei wasserhaltige Keramikkleber gezeigt.Details of the new process and the improved layer are described in more detail below: The process is intended to reactivate a reactivatable granulate of activated carbon layer for the purpose mentioned at the beginning on a smooth surface be applied. Because the layer in the area should be steady from 4 ° K to 300 ° C, is a ke for gluing Ceramic adhesive required, the viscosity of which can be adjusted must, since it is to be sprayed. Have proven to be usable shown water-containing ceramic adhesive.

Der erste Schritt ist das Vorbereiten der metallischen Ober­ fläche, durch z. B. Reinigen und/oder Entfetten. Anschließend wird eine gleichmäßige Schicht des flüssigen, spritzfähigen Keramikklebers mit vorbestimmter Dicke aufgespritzt, wobei die Viskosität so eingestellt wird, daß der Kleber sich durch Fließen gut verteilt, jedoch nicht tropft. Dazu wird eine han­ delsübliche Farb- bzw. Lackspritzpistole verwendet, bei wel­ cher für einen speziellen Einsatzfall eine Ringdüse mit 2 mm Durchmsser verwendet wird.The first step is to prepare the metallic top area through z. B. cleaning and / or degreasing. Subsequently becomes an even layer of liquid, sprayable Ceramic adhesive sprayed with a predetermined thickness, the Viscosity is adjusted so that the glue shows through Flow well distributed, but not dripping. To do this, a han  usual paint or paint spray gun used, at wel a ring nozzle with 2 mm for a special application Diameter is used.

Unmittelbar daran anschließend oder gleichzeitig mit jedoch nachgeführtem Gerät wird das Granulat mit Hilfe eines handels­ üblichen Sandstrahlgerätes zerstäubt und streifenweise auf die noch feuchte bzw. klebefähige Fläche aufgeblasen bzw. aufge­ tragen.Immediately afterwards or simultaneously with The granulate is tracked with the help of a trade usual sandblasting device atomized and in strips on the Inflated or inflated surface that is still damp or adhesive wear.

Dieses Auftragen geschieht in einem Zug über die gesamte Flä­ che ohne Absetzen dazwischen, wobei mit Materialüberschuß - be­ zogen auf die festzuklebende Menge - gearbeitet wird. Damit ist sichergestellt, daß eine praktisch geschlossene Fläche von festgeklebten Partikeln entsteht, bei welcher die äußersten, d. h. die wirksamsten sich nicht mehr mit Klebstoff vollsaugen können und ihre wirksame Oberfläche nahezu vollständig sorpti­ onsfähig bleibt.This application is done in one go over the entire area surface without settling in between, with excess material - be pulled on the amount to be glued - work. So that is ensures that a practically closed area of stuck particles, in which the outermost, d. H. the most effective no longer soak up glue can and their effective surface almost completely sorpti remains capable.

Bei diesem Vorgang entzieht das aufgebrachte Sorbensmaterial einem wasserhaltigen Kermamikkleber sofort das Wasser. Dieser ist dadurch gleich nach dem Aufbringen des Sorbensmaterials nicht mehr wirksam. Daher muß das Aufbringen des Sorbensmate­ rials sehr zügig, d. h. in einem Durchgang erfolgen.During this process, the applied sorbent material is extracted a water-based ceramic adhesive immediately the water. This is therefore immediately after the application of the sorbent material no longer effective. Therefore, the application of the sorbent mate rials very quickly, d. H. done in one pass.

Anschließend wird das überschüssige, nicht von der Klebe­ schicht festgehaltene lose Granulat durch Abbürsten oder Ab­ blasen entfernt. Bei senkrechter Lage der Fläche fällt dieses Material von alleine ab.Then the excess is removed, not from the adhesive loose granules retained by layer by brushing or ab blow away. If the surface is vertical, this will fall Material by itself.

Die als Gerät benutzte Sandstrahlpistole wird leicht modifi­ ziert, d. h. ihre Austrittsöffnung wird im Gegensatz zu der Verwendung als Abrasivgerät um das zwei- bis fünffache ver­ größert, da die Korngröße des Granulates größer ist, als der Sand beim Sandstrahlen. Das Granulat wird der Sandstrahlvor­ richtung von oben mittels Schwerkraft zugeführt und dann in dem Gerät dort in der Düse mittels des Treibgases, z. B. in ei­ nem konkreten Anwendungsfall mittels Stickstoff zerstäubt und aufgetragen. In einem letzten Verfahrensschritt wird die ent­ standene Schicht ausgehärtet. Dies kann über 24 h bei Raumtem­ peratur oder bei 100°C Ausheiztemperatur geschehen. Als vor­ teilhaft haben sich beide Schritte nacheinander gezeigt. Die so erzeugte Schicht zeigte bei einer mehrfachen Tieftemperatu­ rabsenkung eine gute Haftfähigkeit. Mit dem beschriebenen Ver­ fahren ist es auch möglich, andere als waagrechte Flächen sehr leicht und sehr schnell maschinell und automatisch zu be­ schichten.The sandblasting gun used as a device is easily modified graces, d. H. its outlet opening is in contrast to the Use as an abrasive device by two to five times ver enlarged, because the grain size of the granules is larger than that Sand blasting. The granulate becomes the sandblast direction from above by gravity and then in  the device there in the nozzle using the propellant, e.g. B. in egg n atomized in a specific application and applied. In a last step, the ent standing layer hardened. This can take over 24 hours in the case of room temperature temperature or at 100 ° C baking temperature. As before Both steps have been partially shown in succession. The The layer thus produced showed at multiple cryogenic temperatures lowering good adhesion. With the described Ver it is also possible to drive other than horizontal surfaces easy and fast to machine and automatically layers.

Claims (6)

1. Verfahren zum Erzeugen einer regenerier- bzw. reaktivierba­ ren im Bereich von ca. 4°K bis 300°C standhaften Sorptions­ schicht aus porösem Granulat auf einer glatten metallischen Oberfläche, z. B. einer regenerierbaren Schicht aus wirksa­ mem Aktivkohlegranulat auf der Innenwad einer Kryopumpe mit den folgenden Verfahrensschritten:
  • a) Vorbereiten der metallischen Oberfläche durch z. B. Reinigen und/oder Entfetten,
  • b) Aufspritzen einer gleichmäßigen Schicht eines flüssigen, spritzfähigen Keramikklebers mit vorbestimmter Dicke,
  • c) unmittelbar danach pneumatisches Zerstäuben und strei­ fenweises Aufbringen des Granulates auf die feuchte Kle­ beschicht in einem Zug über die gesamte Fläche ohne Ab­ setzen zwischen den Streifen mit Materialüberschuß bezo­ gen auf die festzuklebende Menge,
  • d) Entfernen des überschüssigen, nicht von der Klebeschicht festgehaltenen losen Granulates.
  • e) Aushärten und/oder Ausheizen der entstandenen Schicht.
1. A process for producing a regenerable or reactivatable in the range of about 4 ° K to 300 ° C steady sorption layer made of porous granules on a smooth metallic surface, for. B. a regenerable layer of active granular activated carbon on the inner calf of a cryopump with the following process steps:
  • a) Prepare the metallic surface by z. B. cleaning and / or degreasing,
  • b) spraying a uniform layer of a liquid, sprayable ceramic adhesive with a predetermined thickness,
  • c) immediately afterwards pneumatic atomization and strip-wise application of the granulate to the moist adhesive coating in one go over the entire area without depositing between the strips with excess material in relation to the quantity to be bonded,
  • d) Removing the excess loose granules that are not held in place by the adhesive layer.
  • e) curing and / or heating the resulting layer.
2. Regenerierbare Sorptionsschicht für Innenwände von Kryopum­ pen mit einem wirksamen Temperaturbereich von ca. 4°K bis 300°C, bestehend aus einer metallischen Oberfläche als Ba­ sis, einer daraufliegenden Klebeschicht aus einem tempera­ turbeständigen Keramikkleber und in die Klebeschicht einge­ betteten Partikeln aus dem Sorptionsmaterial, wobei die der Klebe- bzw. Metallschicht abgewendeten Seiten bzw. Seiten der Partikel nicht mehr vom Kleber bedeckt sind bzw. frei bleiben, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte zu ihrer Erzeugung:
  • a) Vorbereiten der metallischen Oberfläche durch z. B. Rei­ nigen und/oder Entfetten,
  • b) Aufspritzen einer gleichmäßigen Schicht eines flüssigen, spritzfähigen Keramikklebers mit vorbestimmter Dicke,
  • c) pneumatisches Zerstäuben und streifenweises Aufbringen des Granulates auf die feuchte Klebeschicht in einem Zug über die gesamte Fläche ohne Absetzen zwischen den Streifen mit Materialüberschuß bezogen auf die festzu­ klebende Menge,
  • d) Entfernen des überschüssigen, nicht von der Klebeschicht festgehaltenen losen Granulates.
  • e) Aushärten und/oder Ausheizen der entstandenen Schicht.
2. Regenerable sorption layer for inner walls of cryopumps with an effective temperature range of approx. 4 ° K to 300 ° C, consisting of a metallic surface as a base, an adhesive layer thereon made of a temperature-resistant ceramic adhesive and particles embedded in the adhesive layer Sorption material, wherein the sides or sides of the particles facing away from the adhesive or metal layer are no longer covered by the adhesive or remain free, characterized by the following process steps for their production:
  • a) Prepare the metallic surface by z. B. Rei nigen and / or degreasing,
  • b) spraying a uniform layer of a liquid, sprayable ceramic adhesive with a predetermined thickness,
  • c) pneumatic atomization and strip-wise application of the granules to the moist adhesive layer in one go over the entire area without settling between the strips with excess material based on the amount to be bonded,
  • d) Removing the excess loose granules that are not held in place by the adhesive layer.
  • e) curing and / or heating the resulting layer.
3. Verwendung einer Farbspritzpistole zum Aufspritzen eines flüssigen spritzfähigen Keramikklebers als Klebeschicht zur Fixierung von anschließend durch Anblasen aufgebrachtem granulatförmigem Sorptionsmaterial auf einer glatten Metalloberfläche.3. Use a paint spray gun to spray one liquid sprayable ceramic adhesive as an adhesive layer for Fixation of subsequently applied by blowing granular sorbent material on a smooth Metal surface. 4. Verwendung einer Sandstrahlpistole zum pneumatischen Auf­ bringen von granulatförmigem Sorptionsmaterial auf eine glatte Metalloberfläche, auf welche eine noch feuchte, d. h. klebende Schicht eines spritzfähigen Keramikklebers aufge­ spritzt ist.4. Use a sandblasting gun for pneumatic opening bring granular sorption material to a smooth metal surface on which a still damp, d. H. adhesive layer of a sprayable ceramic adhesive is injected. 5. Verwendung nach Anspruch 3, bei welcher die Farbspritzpi­ stole eine vergrößerte Ringdüse mit etwa 2-3 mm Durchmesser aufweist.5. Use according to claim 3, wherein the color spray pi stole an enlarged ring nozzle with about 2-3 mm diameter having. 6. Verwendung nach Anspruch 4, bei welcher die Sandstrahlpi­ stole eine gegenüber der üblichen Verwendung als Abrasivge­ rät eine ca. zwei- bis fünffach vergrößerte Austrittsöffnung aufweist.6. Use according to claim 4, wherein the sandblasting pi stole a compared to the usual use as an abrasive advises an approximately two to five times enlarged outlet opening having.
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