DE969254C

DE969254C - Ventilation device for generating a high vacuum

Info

Publication number: DE969254C
Application number: DEN9991A
Authority: DE
Inventors: Shukichi Fukagawa
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1951-05-23
Filing date: 1954-12-31
Publication date: 1958-05-14

Description

AUSGEGEBEN AM 14. MAI 1958ISSUED MAY 14, 1958

N pppi Ia/ 27 dN pppi Ia / 27 d

Mit Hilfe der üblichen öldiffusionspumpen kann man zwar ein Vakuum von io~⁷ mm QS erreichen, jedoch ist es wegen des Dampfdrucks des Öls unmöglich, ein besseres Vakuum zu erzielen. Die Vakuumröhrenindustrie verlangt aber gegenwärtig ein Vakuum von io~¹² mm QS oder besser. Ein solches Hochvakuum erhielt man bisher durch Zerstäuben eines metallischen Getters.With the help of the usual oil diffusion pumps a vacuum of 10 ~ ⁷ mm QS can be achieved, but it is impossible to achieve a better vacuum due to the vapor pressure of the oil. However, the vacuum tube industry currently requires a vacuum of 10 ~ ¹² mm QS or better. Such a high vacuum has hitherto been obtained by atomizing a metallic getter.

Es sind ferner die sogenannten Ionenpumpen bekannt, in welchen Gasmolekülen mit Hilfe eines elektrischen Feldes eine bevorzugte Strömungsrichtung erteilt wird, indem man die Moleküle ionisiert und dadurch zu elektrisch geladenen Teilchen macht. Um die Wirkung einer solchen Einrichtung zu verbessern, hat man das die Ionisation bewirkende elektrische Feld von dem die Ionen absaugenden Feld getrennt. Der Verbesserung des Vakuums wird jedoch bei der Ionisationspumpe dadurch eine Grenze gesetzt, daß sich die zur Ionisierung erforderlichen Elektroden in dem zu entlüftenden Raum befinden und Verunreinigungen abgeben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden, um ein noch besseres Vakuum erzeugen zu können.There are also the so-called ion pumps known, in which gas molecules with the help of a Electric field a preferred flow direction is given by the molecules ionized and thereby turned into electrically charged particles. To the effect of such a facility To improve, one has the electrical field causing the ionization from which the ions suction field separated. The improvement of the vacuum is however with the ionization pump thereby a limit is set that the electrodes required for ionization are in the one to be vented Located in the room and emit impurities. The invention is based on the object to avoid these disadvantages in order to be able to generate an even better vacuum.

Schließlich ist eine Gasentladungsröhre bekannt, in der ein bestimmter Gasdruck dadurch aufrechterhalten werden kann, daß aus einem angrenzenden Vorratsbehälter durch die Trennwand hindurch Gas nachgeliefert wird. Die Trennwand besteht dabei aus einer porigen keramischen Masse und istFinally, a gas discharge tube is known in which a certain gas pressure is thereby maintained can be that from an adjacent storage container through the partition Gas is supplied. The partition consists of a porous ceramic mass and is

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auf der dem Vorratsbehälter zugekehrten Seite mit einem dünnen Metallüberzug versehen. Um Gas in das Entladungsgefäß zu befördern, wird in dem Vorratsbehälter eine Glimmentladung hervorgerufen und ein gegen den Metallüberzug gerichteter Strom von positiven Gasionen erzeugt, welche neutralisiert werden und die porigen Trennwände durchdringen. Diese Einrichtung dient weder zur Entlüftung eines Vakuumraumes, noch arbeitet sieProvided with a thin metal coating on the side facing the storage container. To gas in To convey the discharge vessel, a glow discharge is produced in the storage container and a stream of positive gas ions directed against the metal coating generates which are neutralized and penetrate the porous partition walls. This facility is not used for Ventilation of a vacuum space, it is still working

ίο mit Höchstvakuum, wie sich aus dem Umstand ergibt, daß beiderseits der Trennwand ein Gasdruck herrschen muß, der für eine Glimmentladung bzw. eine Elektronenraumladungszerstreuung ausreicht. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich darum, daß man mit Hilfe einer einfa$hen Vorrichtung ein Hochvakuum von io~ ¹²mrfiQS oder besser sehr leicht erreichen kann. Ein solches Hochvakuum läßt sich gemäß- der Erfindung dadurch erzielen, daß ein zu entlüftendes Gefäß und ein Hilfsgefäß durch eine Wand aus einem Stoff großer Gasadsorption- und Diffusionsfähigkeit gasdicht voneinander getrennt sind und diese Wand innerhalb des Hilfsgefäßes mit Elektronen oder Ionen beschossen wird. Verwendet man eine Einrichtung nach dieser Erfindung als Pumpe, so werden die austretenden Gase durch eine Hilfspumpe weggeschafft, die mit einer Kammer (Hilfskammer) verbunden ist, in welche die Gase austreten. Wenn man sich damit begnügt, die Gase aus einem hoch entlüfteten Gefäß, z. B. einer Vakuumröhre, austreten zu lassen, ordnet man eine nach der Erfindung aufgebaute kleine Vorrichtung an einem Teil der Vakuumröhre an, um die austretenden Gase in einer Hilfskammer aufzunehmen.ίο with maximum vacuum, as follows from the fact that there must be a gas pressure on both sides of the partition wall that is sufficient for a glow discharge or an electron space charge scattering. In the present invention it is a question of the fact that a high vacuum of ^{10 ~ 12} mrfiQS or better can be achieved very easily with the aid of a simple device. Such a high vacuum can be achieved according to the invention in that a vessel to be vented and an auxiliary vessel are separated from one another in a gas-tight manner by a wall made of a substance of great gas adsorption and diffusibility and this wall is bombarded with electrons or ions within the auxiliary vessel. If a device according to this invention is used as a pump, the escaping gases are removed by an auxiliary pump which is connected to a chamber (auxiliary chamber) into which the gases escape. If you are satisfied with the gases from a highly vented vessel, z. B. a vacuum tube, one arranges a small device constructed according to the invention on a part of the vacuum tube to receive the escaping gases in an auxiliary chamber.

Will man jedoch diese Entlüftung besonders wirksam durchführen, so bringt man an der erwähnten Hilfskammer ein Entlüftungsrohr an und entfernt die austretenden Gase mit Hilfe einer Pumpe.
Das Wesen der Erfindung soll an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert werden. In dieser ist in Abb. ι ι das zu entlüftende Gefäß und 2 ein Hilfsgefäß. Die beiden Gefäße sind mittels einer Diffusionsplatte 3 oder zusammengefügter Bleche aus einem Werkstoff von hoher Gasadsorptions- und Diffusionsfähigkeit, wie Zirkon, Titan, Palladium, Tantal, Magnesium und Barium oder ihren Legierungen, gasdicht voneinander getrennt. 4 ist eine Glühkathode. Mit Hilfe dieser Kathode und der an die Diffusionsplatte 3 angelegten Anodenspannung 5 wird eine Vakuumentladung von der Glühkathode zur Diffusionsplatte 3 betrieben. Die Diffusionsplatte wird während dieser Entladung durch Bombardierung auf eine für die Gasdiffusion geeignete Temperatur erhitzt. Bei Zirkon liegt diese passende Temperatur zwischen 400 und 500⁰ C.However, if this venting is to be carried out particularly effectively, a venting pipe is attached to the auxiliary chamber mentioned and the escaping gases are removed with the aid of a pump.
The essence of the invention will be explained in detail with reference to the drawing. In this is in Fig. Ι ι the vessel to be vented and 2 an auxiliary vessel. The two vessels are separated from one another in a gas-tight manner by means of a diffusion plate 3 or joined sheets made of a material with high gas adsorption and diffusion capacity, such as zirconium, titanium, palladium, tantalum, magnesium and barium or their alloys. 4 is a hot cathode. With the aid of this cathode and the anode voltage 5 applied to the diffusion plate 3, a vacuum discharge is operated from the hot cathode to the diffusion plate 3. During this discharge, the diffusion plate is heated by bombardment to a temperature suitable for gas diffusion. In the case of zirconium, this suitable temperature is between 400 and 500 ⁰ C.

Wenn man das Gefäß I durch ein Rohr 6 so entlüftet, daß ein Vakuum von etwa 10—⁷ mm QS erreicht wird, das Hilfsgefäß 2 durch ein Rohr 7 in gleicher Weise entlüftet und wenn darauf der Glühdraht 4 aus einer Spannungsquelle 8 geheizt wird, wobei eine hohe Anodenspannung 5 zwischen dem Glühdraht und der Diffusionsplatte 3 Hegt, so wird die Diffusionsplatte 3, wenn ein hohes Vakuum im Hilfsgefäß vorhanden ist, mit Elektronen oder, wenn im Hilfsgefäß ein niedrigeres Vakuum vorhanden ist, mit Ionen beschossen. Die innerhalb des Gefäßes 1 befindlichen Gase werden durch Getterwirkung der Diffusionsplatte 3 an dieser adsorbiert, wandern dann durch Diffusion in das Innere der Diffusionsplatte hinein und erreichen schließlich die dem Hilfsgefäß 2 angehörende Oberfläche der Diffusionsplatte. Aus dieser Oberfläche treten die Gase infolge der Beschießung mit Elektronen oder Ionen in die Hilfskammer ein. Dadurch wird das Gefäß 1 so entlüftet, daß ein Höchstvakuum erreicht werden kann. Wenn man während dieses Entlüftungsvorganges das Rohr 6 mit dem Entlüftungsrohr eines zu entlüftenden Gegenstandes, z. B. einer Vakuumröhre, verbindet, wird die Vakuumröhre so wirksam entlüftet, daß sie zu einer Hochvakuumröhre wird. Man kann den zu entlüftenden Gegenstand auch in das Gefäß 1 legen; in diesem Falle muß man jedoch das Rohr 6 während der Entlüftung verschließen.If one so vents the vessel I through a pipe 6, that a vacuum is achieved of about 10 ⁷ mm Hg, the auxiliary vessel 2 is vented through a pipe 7 in the same way and when it, the filament 4 is heated from a voltage source 8, wherein If there is a high anode voltage 5 between the filament and the diffusion plate 3, the diffusion plate 3 is bombarded with electrons if a high vacuum is present in the auxiliary vessel or with ions, if a lower vacuum is present in the auxiliary vessel. The gases located inside the vessel 1 are adsorbed on the diffusion plate 3 by the getter effect of the latter, then migrate into the interior of the diffusion plate by diffusion and finally reach the surface of the diffusion plate belonging to the auxiliary vessel 2. The gases enter the auxiliary chamber from this surface as a result of being bombarded with electrons or ions. This ventilates the vessel 1 in such a way that a maximum vacuum can be achieved. If, during this venting process, the pipe 6 is connected to the vent pipe of an object to be vented, e.g. B. a vacuum tube, the vacuum tube is so effectively vented that it becomes a high vacuum tube. The object to be vented can also be placed in the vessel 1; in this case, however, the tube 6 must be closed during the venting.

In Abb. 2 stellt 9 eine zu entlüftende Vakuumröhre dar. An einem Teil dieser Vakuumröhre ist ein Diffusionsrohr 10 gasdicht angeordnet. Dieses besteht aus einem Blech aus einem gut diffusionsfähigen Werkstoff, wie Zirkon, und ist mit einem Glühdraht 11 versehen. Das Diffusionsrohr 10, dem die Anodenspannung durch eine Leitung 12 zugeführt wird, ist durch ein Entlüftungsrohr 13 mit einer Pumpe verbunden. Bei dieser Anordnung wirkt die Vakuumröhre 9 wie das in Abb. 1 mit 1 bezeichnete Gefäß, das Diffusionsrohr 10 wie die Diffusionsplatte 3 und der Innenraum des Diffusionsrohres 10 wie das Hilfsgefäß 2.In Fig. 2, 9 represents a vacuum tube to be vented. On a part of this vacuum tube is a diffusion tube 10 is arranged in a gas-tight manner. This consists of a sheet of a well diffusible Material, such as zirconium, and is provided with a glow wire 11. The diffusion tube 10, the the anode voltage is supplied through a line 12 is through a vent pipe 13 with connected to a pump. With this arrangement, the vacuum tube 9 acts like that in Fig. 1 with 1 designated vessel, the diffusion tube 10 such as the diffusion plate 3 and the interior of the diffusion tube 10 like auxiliary vessel 2.

Claims

PATENT CLAIMS: 1Oo

1. Ventilation device for generating high vacuum, characterized in that a vessel (1) to be vented and an auxiliary vessel (2) through a wall (3) made of a material great gas adsorption and diffusion capacity are separated from each other in a gas-tight manner and these Wall within the auxiliary vessel is bombarded with electrons or ions.

2. Ventilation device according to claim 1, characterized in that in the auxiliary vessel

(2) a hot cathode (4) is arranged and the wall (3) receives an anode voltage.

3. Ventilation device according to claim 1 and 2, characterized in that the wall

(3) is kept by ion or electron bombardment at a temperature at which it a has good diffusibility.

4. Ventilation device according to claim 1 or the following, characterized in that an auxiliary pump is connected to the auxiliary vessel (2) is.

5. Ventilation device according to claim 1 or the following, characterized by its use as a pump in such a way that an object to be vented, e.g. B. a vacuum tube, with the vessel (1) through a

ventilation pipe (6) is connected and an auxiliary pump is connected to the auxiliary vessel (2).

6. Vacuum tubes with a ventilation device according to claim 1 or the following, characterized in that part of the tube wall (9) is made up of a metal tube (10) a diffusible material is formed, which is closed and a filament (11) contains.

7. Vacuum tube according to claim 6, characterized in that the interior of the metal tube (10) in connection with a vent pipe (13) serving for connection to a pump stands.

Documents considered: German Patent No. 596 017; U.S. Patent No. 2,214,511; Belgian Patent No. 494 774; Philips Technische Rundschau, 1949, p. 119; E. Ruhmer, Spark Inductors, Part II, X-ray technology, 1914, p. 248.

1 sheet of drawings,

3 609 659/208 10.56 (SOS 511/9 5.58)