EP0250613A1 - Cryopump and method of operating this cryopump - Google Patents

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EP0250613A1
EP0250613A1 EP86108529A EP86108529A EP0250613A1 EP 0250613 A1 EP0250613 A1 EP 0250613A1 EP 86108529 A EP86108529 A EP 86108529A EP 86108529 A EP86108529 A EP 86108529A EP 0250613 A1 EP0250613 A1 EP 0250613A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cryopump
pump
regeneration
valve
control unit
Prior art date
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Granted
Application number
EP86108529A
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German (de)
French (fr)
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EP0250613B1 (en
Inventor
Werner Bächler
Hans-Joachim Dr. Forth
Hans-Hermann Dr. Klein
Wilhelm Strasser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold AG
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Publication date
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Priority to EP86108529A priority patent/EP0250613B1/en
Priority to US06922034 priority patent/US4757689B1/en
Publication of EP0250613A1 publication Critical patent/EP0250613A1/en
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Publication of EP0250613B1 publication Critical patent/EP0250613B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
    • F04B37/08—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00—Pumps
    • Y10S417/901—Cryogenic pumps

Definitions

  • the invention relates to a cryopump with a housing, with a gas inlet opening to which a recipient can be connected via a valve, with a vacuum pump connected to the housing via a valve, with a two-stage refrigerator in the housing as a cold source and with pumping surfaces on the two cooling stages of the refrigerator, which are equipped with an electric heater.
  • the invention relates to a method for operating a cryopump of the type mentioned. Operation of the cryopump should be understood here to mean not only the pumping and evacuating operation but also the regeneration operation.
  • Cryopumps belong - such as B. also the ion getter pumps - to a type of pump that does not supply the gases removed from a recipient directly to the atmosphere, but initially accumulates on the pump surfaces. If their pumping capacity is reached, then it is necessary to regenerate the pumping surfaces, that is, to remove the gases located on the pumping surfaces. This can be done, for example, by switching off the refrigerator to the recipient after closing the valve and / or by flowing preferably heated gases through the pump. The warm gases are used to heat up the pump surfaces and to remove the gases that are released. In another regeneration process (German patent application (P 35 12 614.0), the pump surfaces are heated by means of an electric heater on the pump surfaces. The gases released are pumped off using a forevacuum pump connected to the pump housing.
  • Regeneration of cryopumps presents some difficulties. Firstly, it is not always easy to determine when the maximum capacity of a cryopump is reached. It is particularly difficult to be able to determine whether a residual capacity that may still be available is sufficient for a subsequent pump cycle. This problem is present, for example, when using cryopumps in vapor deposition or sputtering systems.
  • a batch is placed in a recipient, which is then evacuated using the cryopump. Reactive gases and / or additional inert gases are then admitted into the recipient, up to a pressure at which the parts are coated. After the gas inlet has been interrupted, the remaining gases are removed in order to control the previous vapor deposition step.
  • the recipient is separated from the cryopump and aerated for the subsequent batch change. It is difficult to determine whether the cryopump has sufficient capacity after the last evacuation. For safety reasons, a regeneration step is usually started long before the maximum capacity is reached. The operation of the system must be interrupted for this time.
  • the object of the present invention is to equip a cryopump of the type mentioned at the outset with monitoring and control devices in such a way that the time required for regeneration is minimized.
  • this object is achieved in a cryopump of the type mentioned at the outset in that a sensor is provided for checking the pressure within the pump housing and in that a control unit is provided with which the operation of the pump is monitored and controlled as a function of the signals supplied by the sensor .
  • the means forming the control unit are preferably selected in such a way that automatic operation, in particular the regeneration phase, is possible.
  • a microprocessor is provided which, depending on the signals supplied by the sensor, triggers and controls an optimally short regeneration process.
  • An essential advantage of a cryopump designed according to the invention is that with the aid of the signals supplied by the pressure sensor and a suitably programmed microprocessor, relatively precise indications of the pump capacity still available can be obtained. If, for example, the time it takes for the cryopump to reach a certain pressure is measured during an evacuation process, conclusions can be drawn from the measured time about the pump capacity still available. If a certain time is exceeded, an automatically running regeneration process can be triggered, the necessary measures being initiated by the control unit or by the microprocessor. Even from one -Measurement (change in pressure over time) the condition of the pump can be determined.
  • a cryopump of the type according to the invention is operated in such a way that, based on the data supplied by the sensor or sensors, the pumping speed and thus the pump capacity of the cryopump which is still present is monitored and that in the event of a pumping capacity which is no longer sufficient for the next pumping cycle, an automatically running regeneration process is initiated, then this cryopump can be operated optimally, i.e. with pumping phases as long as possible or pumping cycles as often as possible and with regeneration phases as short as possible. Downtimes of systems to which cryopumps of the type according to the invention are connected are therefore optimally short.
  • the cryopump can be included in the automatic operation of a system. Operating personnel who are constantly present are no longer required. The pump or the associated system can also be operated overnight.
  • the figure shows a cryopump with a housing 1, which has an inlet opening 2 for the gases to be pumped out.
  • the recipient 30 to be evacuated is connected to the flange 3, specifically via a shut-off device 31, so that the cryopump can be separated from the recipient 30 for start-up and regeneration.
  • a two-stage refrigerator 4 projects into the housing 1 from below.
  • the walls of the housing 7 assume a temperature of approximately 60 to 100 K during pump operation (when the refrigerator 4 is switched on) and serve as pump surfaces for water vapor and carbon dioxide (by cryocondensation).
  • the shape of the pot 7 is chosen so that the pot together with the baffle 9 optimally shields the components arranged therein from external heat rays.
  • the second stage 10 of the refrigerator 4 projects into the pot-shaped housing 7 and carries the pumping surfaces 12 at its cold end 11.
  • These often consist of two flat sheet metal sections arranged parallel to one another.
  • the sheet metal sections are covered with the adsorption material 13 on their inner sides. It expediently consists of molecular sieve, activated carbon or zeolite.
  • the accumulation of gases N2, Ar, CO, methane or the like
  • the light gases H2, He
  • the light gases H2, He
  • the forevacuum pump 18 preferably a rotary vane pump with a final pressure of approximately 10 -3 mbar, is connected to the connecting piece 14 via a valve 16 and an adsorption trap 17.
  • the connecting piece 15 is used to carry out power supply lines 21 and 22, via which heaters 23 and 24 arranged on the cooling stages 5 and 11 and consisting of heating wires are supplied with current.
  • the connecting piece 15 can also serve to hold a supply device 25 with a controller with which the maximum permitted temperature of the heaters 23 and 24 can be set and maintained or regulated.
  • the housing of the device 25 has a blind flange 26 with a current feedthrough which is fastened to the flange 27 of the connector 15. This arrangement ensures that the user of the cryopump is not able to work without controlled heating. Removing the device from the housing means venting the pump so that it can no longer perform its function.
  • control unit 28 contains programmable control means known per se (for example a microprocessor) which are able, depending on signals which are supplied by sensors to be described in detail, to emit control signals with which the operation of the cryopump can be controlled automatically.
  • programmable control means known per se (for example a microprocessor) which are able, depending on signals which are supplied by sensors to be described in detail, to emit control signals with which the operation of the cryopump can be controlled automatically.
  • the cryopump shown is also assigned means which allow gases (heated inert gases or air) to flow through the housing 1.
  • gases gases
  • These means include the gas supply 32, the heating device 33 and the valve 34, with which the supply of the gas through the pipe 35 can be controlled.
  • the tube 35 passes through the housing wall of the pump and the cylinder 7, so that the inflowing gases strike the pump surfaces directly.
  • the gas outlet is designated 36 and leads via the valve 38 either into the open or into a collecting container 37. This is only necessary if environmentally harmful gases must be removed from the pump surfaces.
  • a receptacle 37 ⁇ is expediently also assigned to the outlet of the vacuum pump 18, which can be identical to the container 37, for example.
  • the pump is also associated with means which make it possible to admit a relatively small, certain amount of gas into the housing 1.
  • These means comprise, for example, two valves 39 and 40 which define the fixed gas volume between them and which are actuated in a corresponding sequence for the inlet of the gas.
  • the volume between the valves 39 and 40 is fed from the supply volume 32 ⁇ .
  • the shut-off device 31 between the housing 1 of the pump and the recipient 30 to be evacuated is first closed. Then the housing 1 of the pump is evacuated to a pressure of 10 ⁇ 2 to 10 ⁇ 3 mbar using the vacuum pump 18. At the same time, the heaters 23 and 24 are switched on, so that the pump surfaces 7 and 12 heat up to the desired temperatures (70 ° C.). This condition is maintained until the pressure in the housing is 1 ⁇ 10 ⁇ 2 mbar. The refrigerator 4 can now be switched on. Thereafter, the heater 23 of the first cooling stage 5 of the refrigerator 4 is first switched off. As a result, the pump surface 7 cools and pumps the H2O vapor that is still present.
  • the heating 24 of the cooling stage 11 is switched off, so that the pump surfaces 12 also assume their operating temperature of approximately 12 K.
  • the recipient 30 to be evacuated is connected to the cryopump, that is to say the shut-off device 31 is opened.
  • this procedure has the advantage that in the first cooling phase, in which vapors are produced, it is prevented with certainty that they accumulate on the adsorption surfaces of the second stage and drastically reduce their capacity. The majority of the vapors therefore initially only accumulate on the pump surfaces 7. It is only when light gases, preferably helium, are to be pumped that the pump surfaces 12 are cooled to their operating temperature, so that the full pump capacity is available there.
  • the pressure sensor 41 which delivers signals corresponding to the pressure in the pump housing 1 to the control unit 28 via the line 42.
  • Temperature sensors 43, 44 and 45 are attached to the inner wall of the housing 1 and to the pump surfaces 7, 9 and 12, 13. They are connected to the control unit via lines 46, 47 and 48.
  • the adsorption trap 17 can also be equipped with a temperature sensor 49 so that its operating state can be monitored during the possible heating process. All lines via which signals are supplied to the control unit 28 are shown in dash-dot lines.
  • control unit Depending on the signals supplied, the control unit initiates the necessary measures. Depending on requirements, the refrigerator 4, the control valve 52, the valve 16, the control line 53, the valve 34 and the control valve 51 optionally existing heating device 33, via the control line 54 the valves 39 and 40, via the control line 55 the valve 31, via the control line 56 the backing pump and via the control line 57 the valve 38 to the collecting container 37. Finally, the control unit 28 is connected to the supply unit 25 for the cooling head heaters 23 and 24 via the control lines 58 and 59, so that the heaters can be started up separately or together. The control lines are shown with dashed lines.
  • the control unit 28 has, inter alia, the task of initiating the regeneration of the pump surfaces 7, 9, 12, 13 if this is desired or if the capacity of the pump surfaces is reached or almost reached. If the regeneration process is to be started automatically, it is first necessary for the control unit 28 to register the state of the need for regeneration.
  • One possibility for this is the recurring measurement of the time in which the cryopump reaches a certain pressure after aeration or pressure increase in the recipient 30, for example a pressure of 5 x 10 ⁇ 7 mbar after 30 seconds. If this time is exceeded, then - with otherwise reasonable size ratios (size of the recipient, performance of the pump) - conclude that the capacity of the pumping surfaces has been reached.
  • Another possibility is to relate pressure and time measurements in relation to recurring evacuation processes and to use those that can be calculated by the microprocessor - Determine the remaining capacity of the pump. It is particularly expedient to use these options when the operation of a system requires recurring evacuation processes, which then take place at the same time or -Measurement can serve.
  • the occupancy of the pumping surfaces of the second stage can be determined by constantly registering the temperature of these pumping surfaces. For example, if the pump surface 12 of the second stage, which takes on a temperature of approximately 12 K when the pump is freshly regenerated, reaches 18 K, the regeneration process is started.
  • Another possibility is to close the valve 31 between the recipient and the pump at intervals, to admit a known relatively small amount of gas into the pump housing by means of the valves 39, 40 and again the time or time described -Make measurements.
  • the sensors 41, 44 and 45 concerned are constantly queried, so that the next step can be initiated immediately after the pressure and temperature values mentioned have been reached.
  • the regeneration times are therefore optimally short. This also applies in the event that a pump that has not yet reached its maximum capacity is to be regenerated prematurely. The regeneration process must then be started manually on the control unit.
  • the sensors concerned continuously provide signals about the respective state to the control unit 28, so that the He and H2 adsorbing surfaces are regenerated again after an optimally short time.
  • the gases bound by cryocondensation or cryotrapping on the pumping surfaces 12 can also be removed independently of those on the pumping surfaces 7 of the first stage.
  • Another major advantage of using the programmable control unit 28 is that the regeneration process can be carried out by constantly monitoring the condition in the pump housing by the sensors in such a way that liquefaction of the condensed gases during the regeneration phase is avoided with certainty. This can be achieved, for example, by keeping the pressure in the pump slightly below the sublimation point. By controlling the heating output depending on the pressure or by metered inlet of regeneration gases, this condition can be met.
  • the valve 34 must be designed as a metering valve with metered regeneration gas inlet.
  • the pressure in the pump can be kept at a level where the gas mixture is not is explosive.
  • An H2 / O2 mixture for example, is not explosive at a pressure below 14 mbar. If the regeneration of the cryopump is carried out in such a way that from about 10 mbar all current-carrying parts in the pump - such as heaters 23 and 24, ionization or heat conduction vacuum meters - are switched off, then any risk of explosion is also avoided.
  • Explosive gas mixtures can e.g. B. by admitting inert gas (Ar, N2) from the bottle 32 via the heater 33, the valve 34 and the tube 7 are first diluted and then removed from the pump.
  • the gas mixture is either pressed into the collecting container 37 with a slight overpressure via the valve 38 or conveyed into the container 37 ⁇ with the help of the backing pump 18 via the valve 16.
  • the temperature sensors 44, 45 and 43 indicate when the gas inlet can be interrupted.
  • valve 34 is closed, valve 16 is opened in order to evacuate the cryopump to its starting pressure ( ⁇ 5 ⁇ 10 -2 mbar).
  • steps 7 to 10 described on pages 10 and 11 can also be carried out.
  • the procedure described is expedient for the removal of explosive or toxic gases which, for example, are collected in the container 37 diluted by the regeneration gas. The corrosive gases do not get into the backing pump.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kryopumpe mit einem Gehäuse (1), mit einer Gaseintrittsöffnung (8), an welche über ein Ventil (31) ein Rezipient (30) anschließbar ist, mit einer an das Gehäuse über ein Ventil (16) angeschlossenen Vakuumpumpe (18), mit einem im Gehäuse befindlichen zweistufigen Refrigerator (4) als Kältequelle und mit Pumpflächen (7, 9, 12, 13) an den beiden Kältestufen (5, 11) des Refrigerators, welche mit einer elektrischen Heizung (23, 24) ausgerüstet sind; um möglichst kurze und möglichst wirksame Regenerier- und Inbetriebnahmezeiten zu erzielen, wird vorgeschlagen, daß ein Sensor (41) zur Kontrolle des Druckes innerhalb des Pumpengehäuses (1) vorgesehen ist und daß eine Steuereinheit (28) vorhanden ist, mit der in Abhängigkeit der vom Sensor gelieferten Signale der Betrieb der Kryopumpe überwacht und gesteuert wird.The invention relates to a cryopump with a housing (1), with a gas inlet opening (8) to which a recipient (30) can be connected via a valve (31), with a vacuum pump (18) connected to the housing via a valve (16) ), with a two-stage refrigerator (4) in the housing as the cold source and with pumping surfaces (7, 9, 12, 13) on the two cooling stages (5, 11) of the refrigerator, which are equipped with an electric heater (23, 24) ; In order to achieve the shortest possible and most effective regeneration and commissioning times, it is proposed that a sensor (41) for checking the pressure within the pump housing (1) is provided and that a control unit (28) is provided with which, depending on the Sensor supplied signals the operation of the cryopump is monitored and controlled.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kryopumpe mit einem Gehäuse, mit einer Gaseintrittsöffnung, an welche über ein Ventil ein Rezipient anschließbar ist, mit einer an das Gehäuse über ein Ventil angeschlossenen Vakuumpumpe, mit einem im Gehäuse befindlichen zweistufigen Refrigerator als Kältequelle und mit Pumpflächen an den beiden Kälte­stufen des Refrigerators, welche mit einer elektrischen Heizung ausgerüstet sind. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb einer Kryopumpe der genannten Art. Betrieb der Kryopumpe soll hier so ver­standen werden, daß damit nicht nur der Pump- und Evakuierbetrieb, sondern auch der Regenerierbetrieb gemeint ist.The invention relates to a cryopump with a housing, with a gas inlet opening to which a recipient can be connected via a valve, with a vacuum pump connected to the housing via a valve, with a two-stage refrigerator in the housing as a cold source and with pumping surfaces on the two cooling stages of the refrigerator, which are equipped with an electric heater. In addition, the invention relates to a method for operating a cryopump of the type mentioned. Operation of the cryopump should be understood here to mean not only the pumping and evacuating operation but also the regeneration operation.

Kryopumpen gehören - wie z. B. auch die Ionengetterpumpen - zu einer Pumpengattung, die die aus einem Rezipienten entfernten Gase nicht unmittelbar der Atmosphäre zuführen, sondern zunächst an den Pumpflächen anlagern. Ist ihre Pump­kapazität erreicht, dann ist es erforderlich, die Pumpflächen zu regenerieren, das heißt, die auf den Pumpflächen befind­lichen Gase zu entfernen. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, daß der Refrigerator nach Schließen des Ventils zum Rezipienten abgeschaltet und/oder die Pumpe von vorzugs­weise erwärmten Gasen durchströmt werden. Die warmen Gase haben die Aufgabe, die Pumpflächen aufzuheizen und die freiwerdenden Gase abzutransportieren. Bei einem anderen Regenerierverfahren (deutsche Patentanmeldung (P 35 12 614.0) werden die Pumpflächen mittels einer elektrischen Heizung an den Pumpflächen aufgeheizt. Mit einer an das Pumpen­gehäuse angeschlossenen Vorvakuumpumpe werden die freiwerden­den Gase abgepumpt.Cryopumps belong - such as B. also the ion getter pumps - to a type of pump that does not supply the gases removed from a recipient directly to the atmosphere, but initially accumulates on the pump surfaces. If their pumping capacity is reached, then it is necessary to regenerate the pumping surfaces, that is, to remove the gases located on the pumping surfaces. This can be done, for example, by switching off the refrigerator to the recipient after closing the valve and / or by flowing preferably heated gases through the pump. The warm gases are used to heat up the pump surfaces and to remove the gases that are released. In another regeneration process (German patent application (P 35 12 614.0), the pump surfaces are heated by means of an electric heater on the pump surfaces. The gases released are pumped off using a forevacuum pump connected to the pump housing.

Die Regenerierung von Kryopumpen ist mit einigen Schwierig­keiten verbunden. Zum einen ist es nicht immer ganz einfach, festzustellen, wann die maximale Kapazität einer Kryopumpe erreicht ist. Besonders schwierig ist es, erkennen zu können, ob eine möglicherweise noch vorhandene Restkapazität für einen nachfolgenden Pumpzyklus noch ausreicht. Dieses Problem ist zum Beispiel beim Einsatz von Kryopumpen bei Aufdampf- oder Sputteranlagen vorhanden. Bei Anlagen dieser Art wird eine Charge in einen Rezipienten eingebracht, der daraufhin mit Hilfe der Kryopumpe evakuiert wird. In den Rezipienten werden danach reaktive Gase und/oder zusätzlich Inertgase eingelassen, und zwar bis zu einem Druck, bei dem die Beschichtung der Teile erfolgt. Nach Unterbrechung des Gaseinlasses werden die verbliebenen Gase entfernt, um den vorangegangenen Bedampfungsschritt zu kontrollieren. Dann wird der Rezipient von der Kryopumpe getrennt und für den nachfolgenden Chargenwechsel belüftet. Ob die Kryopumpe nach dem letzten Evakuiervorgang noch eine ausreichende Kapazität hat, ist nur schwierig feststellbar. Üblicherweise wird aus Sicherheitsgründen lange vor Erreichen der maximalen Kapazität bereits ein Regenerier­schritt gestartet. Für diese Zeit muß der Betrieb der Anlage unterbrochen werden.Regeneration of cryopumps presents some difficulties. Firstly, it is not always easy to determine when the maximum capacity of a cryopump is reached. It is particularly difficult to be able to determine whether a residual capacity that may still be available is sufficient for a subsequent pump cycle. This problem is present, for example, when using cryopumps in vapor deposition or sputtering systems. In systems of this type, a batch is placed in a recipient, which is then evacuated using the cryopump. Reactive gases and / or additional inert gases are then admitted into the recipient, up to a pressure at which the parts are coated. After the gas inlet has been interrupted, the remaining gases are removed in order to control the previous vapor deposition step. Then the recipient is separated from the cryopump and aerated for the subsequent batch change. It is difficult to determine whether the cryopump has sufficient capacity after the last evacuation. For safety reasons, a regeneration step is usually started long before the maximum capacity is reached. The operation of the system must be interrupted for this time.

Weiterhin ist es schwierig zu erkennen, wann eine Regene­rierphase beendet ist, das heißt, wann die Pumpflächen infolge ihrer Aufheizung völlig von den Gasen befreit sind. Üblich ist es deshalb, sicherheitshalber von einer maximalen Belegung auszugehen und dementsprechend lange zu heizen. Damit ist jedoch der Nachteil verbunden, daß die Kryopumpe relativ lange für den Evakuierbetrieb ausfällt und damit auch die Anlage, an die die Kryopumpe angeschlossen ist, häufig unnötig lange stillsteht. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kryopumpe der eingangs genannten Art derart mit Überwachungs- und Steuereinrichtungen auszurüsten, daß der Zeitaufwand für das Regenerieren minimiert wird.Furthermore, it is difficult to recognize when a regeneration phase has ended, that is, when the pump surfaces are completely free of the gases due to their heating. It is therefore customary to assume a maximum occupancy for safety reasons and to heat accordingly for a long time. However, this has the disadvantage that the cryopump fails for a relatively long time for the evacuation operation and thus the system to which the cryopump is connected often also stands idle for an unnecessarily long time. The object of the present invention is to equip a cryopump of the type mentioned at the outset with monitoring and control devices in such a way that the time required for regeneration is minimized.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Kryopumpe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Sensor zur Kontrolle des Druckes innerhalb des Pumpen­gehäuses vorgesehen ist und daß eine Steuereinheit vor­handen ist, mit der in Abhängigkeit der vom Sensor gelieferten Signale der Betrieb der Pumpe überwacht und gesteuert wird. Vorzugsweise sind die die Steuereinheit bildenden Mittel derart gewählt, daß ein automatisch ablaufender Betrieb, insbesondere der Regenerierphase, möglich ist. Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungs­form ist ein Mikroprozessor vorgesehen, der in Abhängig­keit der vom Sensor gelieferten Signale einen optimal kurzen Regeneriervorgang auslöst und steuert.According to the invention, this object is achieved in a cryopump of the type mentioned at the outset in that a sensor is provided for checking the pressure within the pump housing and in that a control unit is provided with which the operation of the pump is monitored and controlled as a function of the signals supplied by the sensor . The means forming the control unit are preferably selected in such a way that automatic operation, in particular the regeneration phase, is possible. In a particularly expedient embodiment, a microprocessor is provided which, depending on the signals supplied by the sensor, triggers and controls an optimally short regeneration process.

Ein wesentlicher Vorteil einer erfindungsgemäß gestalteten Kryopumpe liegt darin, daß mit Hilfe der vom Drucksensor gelieferten Signale und eines geeignet programmierten Mikroprozessors relativ genaue Anhaltspunkte zur noch vorhandenen Pumpkapazität gewonnen werden können. Wird zum Beispiel während eines Evakuiervorganges diejenige Zeit gemessen, die die Kryopumpe braucht, um einen bestimmten Druck zu erreichen, dann lassen sich aus der gemessenen Zeit Rückschlüsse auf die noch vorhandene Pumpkapazität ziehen. Wird eine bestimmte Zeit über­schritten, dann kann ein automatisch ablaufender Regeneriervorgang ausgelöst werden, wobei die erforder­lichen Maßnahmen von der Steuereinheit beziehungsweise von dem Mikroprozessor initiiert werden. Auch aus einer

Figure imgb0001
-Messung (zeitliche Änderung des Druckes) läßt sich der Zustand der Pumpe ermitteln.An essential advantage of a cryopump designed according to the invention is that with the aid of the signals supplied by the pressure sensor and a suitably programmed microprocessor, relatively precise indications of the pump capacity still available can be obtained. If, for example, the time it takes for the cryopump to reach a certain pressure is measured during an evacuation process, conclusions can be drawn from the measured time about the pump capacity still available. If a certain time is exceeded, an automatically running regeneration process can be triggered, the necessary measures being initiated by the control unit or by the microprocessor. Even from one
Figure imgb0001
-Measurement (change in pressure over time) the condition of the pump can be determined.

Aus den Erkenntnissen über die noch vorhandene Kapazität kann weiterhin auf den Grad der Belegung der Pumpflächen mit Gasen geschlossen werden, so daß nicht unbedingt maximale Regenerierzeiten eingehalten werden müssen. Um eine optimal kurze Regenerierphase zu erreichen, ist es jedoch zweckmäßig, weitere Sensoren vorzusehen, mit denen die Befreiung einer Pumpfläche von den Gasen feststellbar ist. Zweckmäßig sind hierfür Temperatur-Sensoren, die an den Pumpflächen befestigt sind.From the knowledge of the capacity still available, the degree of occupancy of the pump surfaces with gases can further be concluded, so that maximum regeneration times do not necessarily have to be observed. Around to achieve an optimally short regeneration phase, however, it is advisable to provide additional sensors with which the release of a pump surface from the gases can be determined. Temperature sensors that are attached to the pump surfaces are useful for this purpose.

Wird eine Kryopumpe der erfindungsgemäßen Art in der Weise betrieben, daß anhand der von dem oder den Sensoren gelieferten Daten das Saugvermögen und damit die noch vor­handene Pumpkapazität der Kryopumpe überwacht wird und daß im Falle einer für den nächsten Pumpzyklus nicht mehr aus­reichenden Pumpkapazität ein automatisch ablaufender Regeneriervorgang eingeleitet wird, dann kann diese Kryo­pumpe optimal, das heißt mit möglichst langen Pumpphasen oder möglichst häufigen Pumpzyklen und mit möglichst kurzen Regenerierphasen, betrieben werden. Stillstandszeiten von Anlagen, an denen Kryopumpen der erfindungsgemäßen Art angeschlossen sind, sind deshalb optimal kurz. Die Kryo­pumpe kann in den selbsttätig ablaufenden Betrieb einer Anlage mit einbezogen werden. Ständig anwesendes Bedie­nungspersonal ist nicht mehr erforderlich. Der Betrieb der Pumpe oder der damit verbundenen Anlage ist auch über Nacht möglich.If a cryopump of the type according to the invention is operated in such a way that, based on the data supplied by the sensor or sensors, the pumping speed and thus the pump capacity of the cryopump which is still present is monitored and that in the event of a pumping capacity which is no longer sufficient for the next pumping cycle, an automatically running regeneration process is initiated, then this cryopump can be operated optimally, i.e. with pumping phases as long as possible or pumping cycles as often as possible and with regeneration phases as short as possible. Downtimes of systems to which cryopumps of the type according to the invention are connected are therefore optimally short. The cryopump can be included in the automatic operation of a system. Operating personnel who are constantly present are no longer required. The pump or the associated system can also be operated overnight.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungs­beispiels erläutert werden.Further advantages and details of the invention will be explained with reference to an embodiment shown in the figure.

In der Figur ist eine Kryopumpe mit einem Gehäuse 1 dargestellt, welche eine Eintrittsöffnung 2 für die abzupumpenden Gase aufweist. Der zu evakuierende Rezipient 30 wird an den Flansch 3 angeschlossen, und zwar über eine Absperreinrichtung 31, so daß die Kryo­pumpe für die Inbetriebnahme und für die Regeneration von dem Rezipienten 30 abgetrennt werden kann.The figure shows a cryopump with a housing 1, which has an inlet opening 2 for the gases to be pumped out. The recipient 30 to be evacuated is connected to the flange 3, specifically via a shut-off device 31, so that the cryopump can be separated from the recipient 30 for start-up and regeneration.

In das Gehäuse 1 ragt von unten ein zweistufiger Refrigerator 4 hinein. An der ersten Kältestufe 5 des Refrigerators 4 ist ein weiteres, im wesentlichen topf­förmiges, Gehäuse 7 gut wärmeleitend gehaltert, dessen etwa parallel zur Öffnung 2 des Gehäuses 1 liegende Öffnung 8 mit der Abschirmung dienenden, ein Baffle 9 bildenden Metallstreifen abgedeckt ist. Die Wandungen des Gehäuses 7 nehmen während des Pumpbetriebs (bei eingeschal­tetem Refrigerator 4) eine Temperatur von etwa 60 bis 100 K an und dienen als Pumpflächen für Wasserdampf und Kohlen­dioxid (durch Kryokondensation). Außerdem ist die Form des Topfes 7 so gewählt, daß der Topf zusammen mit dem Baffle 9 die darin angeordneten Bauteile optimal vor äußeren Wärme­strahlen abschirmt.A two-stage refrigerator 4 projects into the housing 1 from below. At the first cold stage 5 of the refrigerator 4 there is a further, essentially pot-shaped, housing 7 with good heat conduction, the opening 8 of which lies approximately parallel to the opening 2 of the housing 1 and is covered with the shielding metal strip forming a baffle 9. The walls of the housing 7 assume a temperature of approximately 60 to 100 K during pump operation (when the refrigerator 4 is switched on) and serve as pump surfaces for water vapor and carbon dioxide (by cryocondensation). In addition, the shape of the pot 7 is chosen so that the pot together with the baffle 9 optimally shields the components arranged therein from external heat rays.

In das topfförmige Gehäuse 7 ragt die zweite Stufe 10 des Refrigerators 4 hinein und trägt an ihrem kalten Ende 11 die Pumpflächen 12. Diese bestehen häufig aus zwei parallel zueinander angeordneten ebenen Blechabschnitten. Zur Ver­größerung der Oberfläche beziehungsweise zur Verbesserung des Pumpens leichter Gase sind die Blechabschnitte auf ihren Innenseiten mit dem Adsorptionsmaterial 13 belegt. Zweckmäßigerweise besteht dieses aus Molekularsieb, Aktiv­kohle oder Zeolith. Auf den Außenseiten der Pumpflächen 11 findet die Anlagerung von Gasen (N₂, Ar, CO, Methan oder dergleichen) durch Kryokondensation oder Kryotrapping statt. Vorzugsweise die leichten Gase (H₂, He) gelangen zu den Innenseiten der Pumpflächen und werden dort durch Kryosorption gebunden.The second stage 10 of the refrigerator 4 projects into the pot-shaped housing 7 and carries the pumping surfaces 12 at its cold end 11. These often consist of two flat sheet metal sections arranged parallel to one another. To enlarge the surface or to improve the pumping of light gases, the sheet metal sections are covered with the adsorption material 13 on their inner sides. It expediently consists of molecular sieve, activated carbon or zeolite. On the outside of the pump surfaces 11, the accumulation of gases (N₂, Ar, CO, methane or the like) takes place by cryocondensation or cryotrapping. Preferably, the light gases (H₂, He) reach the inside of the pump surfaces and are bound there by cryosorption.

Am Gehäuse 1 der dargestellten Kryopumpe sind zwei weitere Anschlußstutzen 14 und 15 vorgesehen. An dem Anschlußstutzen 14 ist über ein Ventil 16 und eine Adsorptionsfalle 17 die Vorvakuumpumpe 18, vorzugsweise eine Drehschieberpumpe mit einem Enddruck von ca. 10⁻³ mbar angeschlossen.Two further connecting pieces 14 and 15 are provided on the housing 1 of the cryopump shown. The forevacuum pump 18, preferably a rotary vane pump with a final pressure of approximately 10 -3 mbar, is connected to the connecting piece 14 via a valve 16 and an adsorption trap 17.

Der Anschlußstutzen 15 dient der Durchführung von Strom­zuführungen 21 und 22, über die auf den Kältestufen 5 und 11 angeordnete, aus Heizdrähten bestehende Heizungen 23 und 24 mit Strom versorgt werden. Der Anschlußstutzen 15 kann weiterhin der Halterung eines Versorgungsgerätes 25 mit einem Regler dienen, mit dem die maximal erlaubte Temperatur der Heizungen 23 und 24 eingestellt und aufrecht­erhalten beziehungsweise geregelt werden kann. Dazu weist das Gehäuse des Gerätes 25 einen Blindflansch 26 mit einer Stromdurchführung auf, der am Flansch 27 des Stutzens 15 befestigt wird. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß es dem Benutzer der Kryopumpe nicht möglich ist, ohne geregelte Heizung zu arbeiten. Eine Abnahme des Gerätes von dem Gehäuse bedeutet eine Belüftung der Pumpe, so daß sie ihre Funktion nicht mehr erfüllen kann.The connecting piece 15 is used to carry out power supply lines 21 and 22, via which heaters 23 and 24 arranged on the cooling stages 5 and 11 and consisting of heating wires are supplied with current. The connecting piece 15 can also serve to hold a supply device 25 with a controller with which the maximum permitted temperature of the heaters 23 and 24 can be set and maintained or regulated. For this purpose, the housing of the device 25 has a blind flange 26 with a current feedthrough which is fastened to the flange 27 of the connector 15. This arrangement ensures that the user of the cryopump is not able to work without controlled heating. Removing the device from the housing means venting the pump so that it can no longer perform its function.

Zusätzlich ist schematisch eine Steuereinheit dargestellt und mit 28 bezeichnet. Sie enthält an sich bekannte programmierbare Steuermittel (zum Beispiel einen Mikro­prozessor), welche in der Lage sind, in Abhängigkeit von Signalen, die von im einzelnen noch zu beschreibenden Sensoren geliefert werden, Steuersignale abzugeben, mit denen der Betrieb der Kryopumpe automatisch steuerbar ist.In addition, a control unit is shown schematically and designated 28. It contains programmable control means known per se (for example a microprocessor) which are able, depending on signals which are supplied by sensors to be described in detail, to emit control signals with which the operation of the cryopump can be controlled automatically.

Der dargestellten Kryopumpe sind weiterhin Mittel zugeordnet, die es erlauben, durch das Gehäuse 1 Gase (aufgeheizte Inertgase oder Luft) durchströmen zu lassen. Diese Mittel umfassen den Gasvorrat 32, die Heizeinrich­tung 33 und das Ventil 34, mit dem die Zufuhr des Gases durch das Rohr 35 steuerbar ist. Das Rohr 35 durchsetzt die Gehäusewand der Pumpe und den Zylinder 7, so daß die einströmenden Gase unmittelbar auf die Pumpflächen auf­treffen. Der Gasaustritt ist mit 36 bezeichnet und führt über das Ventil 38 entweder ins Freie oder in einen Auf­fangbehälter 37. Dieser ist nur erforderlich, wenn umweltschädliche Gase von den Pumpflächen zu entfernen sind. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise auch dem Auslaß der Vakuumpumpe 18 ein Auffangbehälter 37ʹ zugeordnet, der zum Beispiel mit dem Behälter 37 identisch sein kann.The cryopump shown is also assigned means which allow gases (heated inert gases or air) to flow through the housing 1. These means include the gas supply 32, the heating device 33 and the valve 34, with which the supply of the gas through the pipe 35 can be controlled. The tube 35 passes through the housing wall of the pump and the cylinder 7, so that the inflowing gases strike the pump surfaces directly. The gas outlet is designated 36 and leads via the valve 38 either into the open or into a collecting container 37. This is only necessary if environmentally harmful gases must be removed from the pump surfaces. In this case, a receptacle 37ʹ is expediently also assigned to the outlet of the vacuum pump 18, which can be identical to the container 37, for example.

Schließlich sind der Pumpe noch Mittel zugeordnet, die es ermöglichen, in das Gehäuse 1 eine relativ kleine, bestimmte Menge Gas einzulassen.
Diese Mittel umfassen zum Beispiel zwei Ventile 39 und 40, die zwischen sich das feste Gasvolumen definieren und die zum Einlaß des Gases in entsprechender Reihenfolge betätigt werden. Das Volumen zwischen den Ventilen 39 und 40 wird aus dem Vorratsvolumen 32ʹ gespeist.Finally, the pump is also associated with means which make it possible to admit a relatively small, certain amount of gas into the housing 1.
These means comprise, for example, two valves 39 and 40 which define the fixed gas volume between them and which are actuated in a corresponding sequence for the inlet of the gas. The volume between the valves 39 and 40 is fed from the supply volume 32ʹ.

Um die dargestellte Kryopumpe in Betrieb zu nehmen, wird zunächst die Absperreinrichtung 31 zwischen dem Gehäuse 1 der Pumpe und dem zu evakuierenden Rezipienten 30 geschlossen. Danach wird das Gehäuse 1 der Pumpe mit Hilfe der Vakuumpumpe 18 auf einen Druck von 10⁻² bis 10⁻³ mbar evakuiert. Gleichzeitig werden die Heizungen 23 und 24 eingeschaltet, so daß sich die Pumpflächen 7 und 12 auf die gewünschten Temperaturen (70° C) erwärmen. Dieser Zustand wird so lange beibehalten, bis der Druck im Gehäuse 1 < 10⁻² mbar beträgt. Der Refrigerator 4 kann jetzt einge­schaltet werden. Danach wird zunächst die Heizung 23 der ersten Kältestufe 5 des Refrigerators 4 abgeschaltet. Dadurch kühlt die Pumpfläche 7 ab und pumpt den noch vorhandenen H₂O-Dampf. Nach diesem Schritt wird die Heizung 24 der Kältestufe 11 abgeschaltet, so daß auch die Pumpflächen 12 ihre Betriebstemperatur von ca. 12 K annehmen. Dann wird der zu evakuierende Rezipient 30 an die Kryopumpe angeschlossen, das heißt, die Absperreinrichtung 31 geöffnet. Diese Schritte können selbsttätig ablaufen, wenn der in der Steuereinheit befindliche Mikroprozessor dementsprechend programmiert ist. Da die Sensoren 41, 44 und 45 ständig Signale über den Zustand der Pumpe liefern, können die einzelnen Schritte beendet werden, sobald der gewünschte Zustand erreicht ist. Die Inbetriebnahme der Pumpe kann deshalb in optimal kurzer Zeit erfolgen.In order to put the cryopump shown into operation, the shut-off device 31 between the housing 1 of the pump and the recipient 30 to be evacuated is first closed. Then the housing 1 of the pump is evacuated to a pressure of 10⁻² to 10⁻³ mbar using the vacuum pump 18. At the same time, the heaters 23 and 24 are switched on, so that the pump surfaces 7 and 12 heat up to the desired temperatures (70 ° C.). This condition is maintained until the pressure in the housing is 1 <10⁻² mbar. The refrigerator 4 can now be switched on. Thereafter, the heater 23 of the first cooling stage 5 of the refrigerator 4 is first switched off. As a result, the pump surface 7 cools and pumps the H₂O vapor that is still present. After this step, the heating 24 of the cooling stage 11 is switched off, so that the pump surfaces 12 also assume their operating temperature of approximately 12 K. Then the recipient 30 to be evacuated is connected to the cryopump, that is to say the shut-off device 31 is opened. These steps can run automatically if the microprocessor in the control unit is programmed accordingly. Since the sensors 41, 44 and 45 constantly provide signals about the state of the pump, the individual steps can be carried out be finished as soon as the desired state is reached. The pump can therefore be started up in an optimally short time.

Darüber hinaus hat diese Verfahrensweise den Vorteil, daß in der ersten Einkühl-Phase, in der Dämpfe anfallen, mit Sicherheit verhindert wird, daß diese sich auf den Adsorptionsflächen der zweiten Stufe anlagern und ihre Kapazität drastisch reduzieren. Der größte Teil der Dämpfe lagert sich deshalb zunächst nur an den Pumpflächen 7 an. Erst dann, wenn bevorzugt leichte Gase, vorzugsweise Helium, gepumpt werden sollen, erfolgt die Abkühlung der Pumpflächen 12 auf ihre Betriebstemperatur, so daß dort die volle Pumpkapazität zur Verfügung steht.In addition, this procedure has the advantage that in the first cooling phase, in which vapors are produced, it is prevented with certainty that they accumulate on the adsorption surfaces of the second stage and drastically reduce their capacity. The majority of the vapors therefore initially only accumulate on the pump surfaces 7. It is only when light gases, preferably helium, are to be pumped that the pump surfaces 12 are cooled to their operating temperature, so that the full pump capacity is available there.

Um einen selbstätig ablaufenden Betrieb der Kryopumpe mit Hilfe der Steuereinheit 28 zu ermöglichen, ist es erforderlich, diese mit Informationssignalen zu füttern. Dazu sind mehrere Sensoren vorgesehen. Im einzelnen handelt es sich um den Drucksensor 41, der dem Druck im Pumpengehäuse 1 entsprechende Signale über die Leitung 42 an die Steuereinheit 28 liefert. Temperatur-Sensoren 43, 44 und 45 sind an der Innenwand des Gehäuses 1 sowie an den Pumpflächen 7, 9 und 12, 13 befestigt. Sie sind über die Leitungen 46, 47 und 48 mit der Steuereinheit ver­bunden. Auch die Adsorptionsfalle 17 kann mit einem Temperatursensor 49 ausgerüstet sein, damit ihr Betriebs­zustand während des eventuellen Ausheizvorganges überwacht werden kann. Sämtliche Leitungen, über die der Steuer­einheit 28 Signale zugeführt werden, sind strichpunktiert dargestellt.In order to enable the cryopump to operate automatically with the aid of the control unit 28, it is necessary to feed it with information signals. Several sensors are provided for this. In detail, it is the pressure sensor 41, which delivers signals corresponding to the pressure in the pump housing 1 to the control unit 28 via the line 42. Temperature sensors 43, 44 and 45 are attached to the inner wall of the housing 1 and to the pump surfaces 7, 9 and 12, 13. They are connected to the control unit via lines 46, 47 and 48. The adsorption trap 17 can also be equipped with a temperature sensor 49 so that its operating state can be monitored during the possible heating process. All lines via which signals are supplied to the control unit 28 are shown in dash-dot lines.

In Abhängigkeit von den zugeführten Signalen initiiert die Steuereinheit die erforderlichen Maßnahmen. Von ihr werden je nach Bedarf über die Steuerleitung 51 der Refrigerator 4, über die Steuerleitung 52 das Ventil 16, über die Steuerleitung 53 das Ventil 34 sowie die gegebenenfalls vorhandene Heizeinrichtung 33, über die Steuerleitung 54 die Ventile 39 und 40, über die Steuer­leitung 55 das Ventil 31, über die Steuerleitung 56 die Vorpumpe und über die Steuerleitung 57 das Ventil 38 zum Auffang­behälter 37 betätigt. Schließlich ist die Steuerein­heit 28 mit dem Versorgungsgerät 25 für die Kühlkopf­heizungen 23 und 24 über die Steuerleitungen 58 und 59 verbunden, so daß ein separates oder ein gemeinsames Inbe­triebsetzen der Heizungen möglich ist. Die Steuerleitungen sind jeweils gestrichelt dargestellt.Depending on the signals supplied, the control unit initiates the necessary measures. Depending on requirements, the refrigerator 4, the control valve 52, the valve 16, the control line 53, the valve 34 and the control valve 51 optionally existing heating device 33, via the control line 54 the valves 39 and 40, via the control line 55 the valve 31, via the control line 56 the backing pump and via the control line 57 the valve 38 to the collecting container 37. Finally, the control unit 28 is connected to the supply unit 25 for the cooling head heaters 23 and 24 via the control lines 58 and 59, so that the heaters can be started up separately or together. The control lines are shown with dashed lines.

Die Steuerheit 28 hat unter anderem die Aufgabe, die Regenerierung der Pumpflächen 7, 9, 12, 13 einzuleiten, wenn dies erwünscht ist oder wenn die Kapazität der Pump­flächen erreicht bzw. nahezu erreicht ist. Wenn der Start des Regeneriervorganges selbsttätig erfolgen soll, dann ist es zunächst erforderlich, daß von der Steuereinheit 28 der Zustand der Regeneriernotwendigkeit registriert wird. Eine Möglichkeit dazu besteht in der wiederkehrenden Messung der Zeit, in der die Kryopumpe nach einer Belüftung oder Druckerhöhung im Rezipienten 30 einen bestimmten Druck erreicht, zum Beispiel einen Druck von 5 x 10⁻⁷ mbar nach 30 sec. Wird diese Zeit über­schritten, dann kann - bei im übrigen angemessenen Größenverhältnissen (Größe des Rezipienten, Leistung der Pumpe) - daraus geschlossen werden, daß die Kapazität der Pumpflächen erreicht ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, während wiederkehrender Evakuiervorgänge Druck- und Zeitmessungen in Relation zu setzen und anhand von vom Mikroprozessor errechenbaren

Figure imgb0002
-Werten die noch vorhandene Kapazität der Pumpe festzustellen. Besonders zweckmäßig ist es, diese Möglichkeiten dann anzuwenden, wenn der Betrieb einer Anlage ohnehin wieder­kehrende Evakuiervorgänge erfordert, die dann gleichzeitig der Zeit- oder der
Figure imgb0003
-Messung dienen können.The control unit 28 has, inter alia, the task of initiating the regeneration of the pump surfaces 7, 9, 12, 13 if this is desired or if the capacity of the pump surfaces is reached or almost reached. If the regeneration process is to be started automatically, it is first necessary for the control unit 28 to register the state of the need for regeneration. One possibility for this is the recurring measurement of the time in which the cryopump reaches a certain pressure after aeration or pressure increase in the recipient 30, for example a pressure of 5 x 10⁻⁷ mbar after 30 seconds. If this time is exceeded, then - with otherwise reasonable size ratios (size of the recipient, performance of the pump) - conclude that the capacity of the pumping surfaces has been reached. Another possibility is to relate pressure and time measurements in relation to recurring evacuation processes and to use those that can be calculated by the microprocessor
Figure imgb0002
- Determine the remaining capacity of the pump. It is particularly expedient to use these options when the operation of a system requires recurring evacuation processes, which then take place at the same time or
Figure imgb0003
-Measurement can serve.

Bei im wesentlichen kontinuierlich an einen Rezipienten angeschlossenen Kryopumpen kann die Belegung der Pump­flächen der zweiten Stufe durch ständige Registrierung der Temperatur dieser Pumpflächen festgestellt werden. Erreicht zum Beispiel die Pumpfläche 12 der zweiten Stufe, die bei frisch regenerierter Pumpe eine Temperatur von etwa 12 K annimmt, 18 K, dann wird der Regeneriervorgang gestartet.In the case of cryopumps connected essentially continuously to a recipient, the occupancy of the pumping surfaces of the second stage can be determined by constantly registering the temperature of these pumping surfaces. For example, if the pump surface 12 of the second stage, which takes on a temperature of approximately 12 K when the pump is freshly regenerated, reaches 18 K, the regeneration process is started.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, in zeitlichen Abständen das Ventil 31 zwischen Rezipient und Pumpe zu schließen, in das Pumpengehäuse mittels der Ventile 39, 40 eine bekannte relativ kleine Gasmenge einzu­lassen und wieder die beschriebenen Zeit- oder

Figure imgb0004
-Messungen vorzunehmen.Another possibility is to close the valve 31 between the recipient and the pump at intervals, to admit a known relatively small amount of gas into the pump housing by means of the valves 39, 40 and again the time or time described
Figure imgb0004
-Make measurements.

Ist vom Mikroprozessor in der Steuereinheit 28 die Regeneriernotwendigkeit festgestellt worden, dann wird automatisch der Regeneriervorgang eingeleitet. Dies geschieht nach den folgenden Schritten:

  • 1. Die Absperreinrichtung 31 zum Rezipienten 30 wird geschlossen;
  • 2. der Refrigerator 4 wird abgeschaltet;
  • 3. die Heizungen der ersten und zweiten werden einge­schaltet;
  • 4. das Vorvakuumventil 16 wird geöffnet, wenn vom Sensor 41 ein Druck gemeldet wird, der z. B. etwas größer als 1 mbar ist;
  • 5. die Heizungen werden so lange bei 70° C betrieben, bis sich ein Druck < 5 x 10⁻² mbar in der Pumpe eingestellt hat;
  • 6. das Vorvakuumventil 16 wird geschlossen;
  • 7. die Heizung der ersten Stufe wird ausgeschaltet;
  • 8. der Refrigerator wird eingeschaltet, so daß sich die erste Stufe auf eine Temperatur < 160 K abkühlt;
  • 9. die Heizung 24 der zweiten Stufe 10 wird abgeschaltet, so daß sich die zweite Stufe auf eine Temperatur < 20 K abkühlt;
  • 10. die Absperreinrichtung 31 zum Rezipienten 30 wird geöffnet.
If the need for regeneration has been determined by the microprocessor in the control unit 28, the regeneration process is automatically initiated. This happens after the following steps:
  • 1. The shut-off device 31 to the recipient 30 is closed;
  • 2. the refrigerator 4 is switched off;
  • 3. the heaters of the first and second are switched on;
  • 4. the fore-vacuum valve 16 is opened when a pressure is reported by the sensor 41, which, for. B. is slightly larger than 1 mbar;
  • 5. the heaters are operated at 70 ° C until a pressure <5 x 10⁻² mbar has been set in the pump;
  • 6. the fore-vacuum valve 16 is closed;
  • 7. the heating of the first stage is switched off;
  • 8. The refrigerator is switched on so that the first stage cools down to a temperature <160 K;
  • 9. the heater 24 of the second stage 10 is switched off, so that the second stage cools to a temperature <20 K;
  • 10. the shut-off device 31 for the recipient 30 is opened.

Die betroffenen Sensoren 41, 44 und 45 werden dabei ständig abgefragt, so daß unmittelbar nach Erreichen der genannten Druck- und Temperaturwerte der nächste Schritt eingeleitet werden kann. Die Regenerierzeiten sind dadurch optimal kurz. Dies gilt auch für den Fall, daß eine Pumpe, die noch nicht ihre maximale Kapazität erreicht hat, vor­zeitig regeneriert werden soll. Der Regeneriervorgang ist dann von Hand an der Steuereinheit zu starten.The sensors 41, 44 and 45 concerned are constantly queried, so that the next step can be initiated immediately after the pressure and temperature values mentioned have been reached. The regeneration times are therefore optimally short. This also applies in the event that a pump that has not yet reached its maximum capacity is to be regenerated prematurely. The regeneration process must then be started manually on the control unit.

Eine Konditionierung beziehungsweise Regenerierung der Kryopumpe nach He- und H₂-Pumpen erfolgt nach den Schritten:

  • 1. Die Absperreinrichtung 31 wird geschlossen;
  • 2. die Heizung 24 der zweiten Stufe 10 wird bei laufendem Refrigerator eingeschaltet, und es wird so lange gewartet, bis sich bei einer Heiztemperatur von 70 K, überwacht vom Sensor 45, ein Druck von etwa 1 mbar (Sensor 41) im Gehäuse der Pumpe eingestellt hat;
  • 3. Das Vorvakuumventil 16 wird geöffnet und die Heizung 24 der zweiten Stufe abgeschaltet, bis ein Druck von etwa 1 x 10⁻² mbar erreicht ist;
  • 4. das Vorvakuumventil 16 wird geschlossen;
  • 5. die Absperreinrichtung 31 zum Rezipienten 30 wird geöffnet, nachdem die Temperatur an der zweiten Kälte­stufe 20 K unterschritten hat.
Conditioning or regeneration of the cryopump after He and H₂ pumps follows the steps:
  • 1. The shut-off device 31 is closed;
  • 2. The heater 24 of the second stage 10 is switched on while the refrigerator is running, and it is waited until, at a heating temperature of 70 K, monitored by the sensor 45, a pressure of approximately 1 mbar (sensor 41) in the housing of the pump hired;
  • 3. The fore-vacuum valve 16 is opened and the heater 24 of the second stage is switched off until a pressure of approximately 1 x 10⁻² mbar is reached;
  • 4. the fore-vacuum valve 16 is closed;
  • 5. The shut-off device 31 to the recipient 30 is opened after the temperature at the second cooling stage has fallen below 20 K.

Auch bei diesem partiellen Regenerieren liefern die betroffenen Sensoren ständig Signale über den jeweiligen Zustand an die Steuereinheit 28, so daß nach optimal kurzer Zeit die He und H₂ adsorbierenden Flächen wieder regeneriert zur Verfügung stehen.Even with this partial regeneration, the sensors concerned continuously provide signals about the respective state to the control unit 28, so that the He and H₂ adsorbing surfaces are regenerated again after an optimally short time.

Bei diesem Regeneriervorgang wird die bei zweistufigen Refrigeratoren bestehende Möglichkeit ausgenutzt, die Pumpflächen der ersten Stufe auf ihrer Betriebs­temperatur zu halten, während die Pumpflächen der zweiten Stufe aufgeheizt werden. Der Grund dafür liegt darin, daß die Wärmeleitfähigkeit zwischen der Kältestufe 5 der ersten Stufe und der Kältestufe 11 der zweiten Stufe des Refrigerators sehr klein ist, so daß eine Beheizung der zweiten Stufe die Temperatur im Bereich der ersten Stufe nur unwesentlich beeinflußt.In this regeneration process, the possibility existing in two-stage refrigerators is used to keep the pump surfaces of the first stage at their operating temperature, while the pump surfaces of the second stage are heated. The reason for this is that the thermal conductivity between the cold stage 5 of the first stage and the cold stage 11 of the second stage of the refrigerator is very small, so that heating of the second stage has only an insignificant effect on the temperature in the region of the first stage.

Durch die Wahl einer höheren Heiztemperatur (T>120 K) an der zweiten Stufe können auch die durch Kryokonden­sation oder Kryotrapping auf den Pumpflächen 12 gebun­denen Gase unabhängig von den auf den Pumpflächen 7 der ersten Stufe entfernt werden.By choosing a higher heating temperature (T> 120 K) at the second stage, the gases bound by cryocondensation or cryotrapping on the pumping surfaces 12 can also be removed independently of those on the pumping surfaces 7 of the first stage.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Einsatzes der program­mierbaren Steuereinheit 28 liegt darin, daß der Regene­riervorgang dadurch, daß der Zustand im Pumpengehäuse von den Sensoren ständig überwacht wird, derart durchführbar ist, daß eine Verflüssigung der kondensierten Gase während der Regenerierphase mit Sicherheit vermieden wird. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, daß der Druck in der Pumpe stets etwas unterhalb des Sublimationspunktes gehalten wird. Durch eine Steuerung der Heizleistung in Abhängigkeit vom Druck oder durch dosierten Einlaß von Regeneriergasen ist die Einhaltung dieser Bedingung möglich. Das Ventil 34 muß bei dosiertem Regeneriergaseinlaß als Dosierventil ausgebildet sein.Another major advantage of using the programmable control unit 28 is that the regeneration process can be carried out by constantly monitoring the condition in the pump housing by the sensors in such a way that liquefaction of the condensed gases during the regeneration phase is avoided with certainty. This can be achieved, for example, by keeping the pressure in the pump slightly below the sublimation point. By controlling the heating output depending on the pressure or by metered inlet of regeneration gases, this condition can be met. The valve 34 must be designed as a metering valve with metered regeneration gas inlet.

Besteht die Gefahr, daß sich in der Pumpe explosive Gas­gemische ansammeln, dann kann mit Hilfe des Mikroprozessors das Entstehen einer tatsächlichen Explosionsgefahr vermieden werden. Der Druck in der Pumpe kann zum Beispiel auf einem Wert gehalten werden, bei dem das Gasgemisch nicht explosionsfähig ist. Ein H₂/O₂-Gemisch ist beispielsweise bei einem Druck unterhalb 14 mbar nicht explosionsfähig. Wird die Regeneration die Kryopumpe derart durchgeführt, daß ab etwa 10 mbar alle sich in der Pumpe befindenden stromführenden Teile - das sind zum Beispiel die Heizungen 23 und 24, Ionisations- oder Wärmeleitungs­vakuumeter - abgeschaltet werden, dann ist ebenfalls jede Explosionsgefahr vermieden.If there is a risk that explosive gas mixtures can accumulate in the pump, the creation of an actual risk of explosion can be avoided with the help of the microprocessor. For example, the pressure in the pump can be kept at a level where the gas mixture is not is explosive. An H₂ / O₂ mixture, for example, is not explosive at a pressure below 14 mbar. If the regeneration of the cryopump is carried out in such a way that from about 10 mbar all current-carrying parts in the pump - such as heaters 23 and 24, ionization or heat conduction vacuum meters - are switched off, then any risk of explosion is also avoided.

Explosive Gasgemische können z. B. durch Einlassen von Inertgas (Ar, N₂) aus der Flasche 32 über die Heizvorrichtung 33, das Ventil 34 und das Rohr 7 zunächst verdünnt und dann aus der Pumpe entfernt werden. Das Gasgemisch wird entweder mit leichtem Überdruck über das Ventil 38 in den Auffang­behälter 37 gedrückt oder mit Hilfe der Vorpumpe 18 über das Ventil 16 in den Behälter 37ʹ befördert. Die Temperatur­sensoren 44, 45 und 43 zeigen an, wann der Gaseinlaß unterbrochen werden kann. Nach Schließen des Ventils 34 wird Ventil 16 geöffnet, um die Kryopumpe auf ihren Start­druck zu evakuieren ( <5 x 10⁻² mbar).Explosive gas mixtures can e.g. B. by admitting inert gas (Ar, N₂) from the bottle 32 via the heater 33, the valve 34 and the tube 7 are first diluted and then removed from the pump. The gas mixture is either pressed into the collecting container 37 with a slight overpressure via the valve 38 or conveyed into the container 37ʹ with the help of the backing pump 18 via the valve 16. The temperature sensors 44, 45 and 43 indicate when the gas inlet can be interrupted. After valve 34 is closed, valve 16 is opened in order to evacuate the cryopump to its starting pressure (<5 × 10 -2 mbar).

Eine typische Vorgehensweise ohne Hilfe der Vorpumpe 18 ist die folgende:

  • 1. Schließen von Ventil 31,
  • 2. Abschalten des Refrigerators 4,
  • 3. Gaseinlaß über Ventil 34 (offen) aus dem Gasvorrat 32,
  • 4. bei p≈1050 mbar Öffnen des Ventils 38 und Einspeisung des Gasgemisches in 37,
  • 5. Unterbrechung des Gaseinlasses, wenn Sensor 45 eine ausreichend hohe Temperatur anzeigt;
    (T≈70 K bei H₂-Regenerierung;
    T≈150 K bei CH₂-Regenerierung)
  • 6. Evakuieren der Pumpe mit der Vorpumpe auf p<5 x 10⁻² mbar.
A typical procedure without the help of the backing pump 18 is the following:
  • 1. closing valve 31,
  • 2. switching off the refrigerator 4,
  • 3. gas inlet via valve 34 (open) from the gas supply 32,
  • 4. at p≈1050 mbar opening valve 38 and feeding the gas mixture into 37,
  • 5. Interruption of gas inlet when sensor 45 indicates a sufficiently high temperature;
    (T≈70 K with H₂ regeneration;
    T≈150 K with CH₂ regeneration)
  • 6. Evacuate the pump with the backing pump to p <5 x 10⁻² mbar.

Sollte nur H₂ oder CH₄ entfernt werden, dann kann die Pumpe wieder in Betrieb genommen werden, und zwar durch die folgenden Schritte:

  • 7ʹ. Starten des Refrigerators 4 (bei geschlossenem Ventil 16),
  • 8ʹ. Öffnen des Ventils 31 bei T 20 K (Sensor 45) an der zweiten Kältestufe.
If only H₂ or CH₄ is removed, the pump can be put into operation again by the following steps:
  • 7ʹ. Starting the refrigerator 4 (with the valve 16 closed)
  • 8th. Open valve 31 at T 20 K (sensor 45) on the second cold stage.

Sollte die Pumpe vollständig regeneriert werden, dann schließen sich die folgenden Schritte an:

  • 7ʺ. Regenerierheizungen ein,
  • 8ʺ. Aufheizen der Pumpenteile bis T 300 K (Sensoren 43, 44, 45). Bei p 8 x 10⁻² mbar sollte das Ventil 16 offen, bei p 5 x 10⁻³ mbar geschlossen sein.
  • 9ʺ. Heizungen aus und Refrigerator starten.
If the pump is completely regenerated, then the following steps follow:
  • 7ʺ. Regeneration heaters,
  • 8th. Heating up the pump parts up to T 300 K (sensors 43, 44, 45). With p 8 x 10⁻² mbar, valve 16 should be open, with p 5 x 10⁻³ mbar closed.
  • 9ʺ. Heaters off and refrigerator started.

Anstelle des Schrittes 9ʺ können auch die auf Seiten 10 und 11 beschriebenen Schritte 7 bis 10 durchgeführt werden.Instead of step 9ʺ, steps 7 to 10 described on pages 10 and 11 can also be carried out.

Die beschriebene Vorgehensweise ist bei der Entfernung explosiver oder toxischer Gase zweckmäßig, die zum Beispiel durch das Regeneriergas verdünnt im Behälter 37 aufgefangen werden. Die korrosiven Gase gelangen nicht in die Vorpumpe.The procedure described is expedient for the removal of explosive or toxic gases which, for example, are collected in the container 37 diluted by the regeneration gas. The corrosive gases do not get into the backing pump.

Ist diese Vorsichtsmaßnahme nicht erforderlich, kann die Vorpumpe während der Regeneration miteingesetzt werden und zum Beispiel folgendermaßen ablaufen:

  • 1. Schließen von Ventil 31,
  • 2. Abschalten des Refrigerators 4,
  • 3. Gaseinlaß über Ventil 34 (offen) aus dem Gasvorrat 32,
  • 4. Ventil 16 öffnen bei etwa 8 x 10⁻² mbar.
If this precautionary measure is not necessary, the backing pump can also be used during the regeneration and can, for example, proceed as follows:
  • 1. closing valve 31,
  • 2. switching off the refrigerator 4,
  • 3. gas inlet via valve 34 (open) from the gas supply 32,
  • 4. Open valve 16 at about 8 x 10⁻² mbar.

Für den Fall, daß nur H₂ oder CH₄ entfernt werden sollen:

  • 5ʹ. Unterbrechung des Gaseinlasses, wenn Sensor 45 eine ausreichend hohe Temperatur meldet (T≈70 K für die H₂-Regenerierung; T≈150 K für die CH₄-Regenerierung),
  • 6ʹ. Schließen des Ventils 16,
  • 7ʹ. Refrigerator ein,
  • 8ʹ. Öffnen des Ventils 31 bei T 20 K.
In the event that only H₂ or CH₄ should be removed:
  • 5ʹ. Interruption of the gas inlet when sensor 45 reports a sufficiently high temperature (T≈70 K for H₂ regeneration; T≈150 K for CH₄ regeneration),
  • 6ʹ. Closing the valve 16,
  • 7ʹ. Refrigerator on,
  • 8th. Opening valve 31 at T 20 K.

Für den Fall, daß die Pumpe vollständig regeneriert werden soll:
5ʺ. Regenerierheizungen ein.
Daran schließen sich zweckmäßigerweise die auf Seiten 10 und 11 beschriebenen Schritte 5 bis 10 an.In the event that the pump is to be completely regenerated:
5ʺ. Regeneration heaters.
This is conveniently followed by steps 5 to 10 described on pages 10 and 11.

Claims (23)

1. Kryopumpe mit einem Gehäuse, mit einer Gaseintritts­öffnung, an welche über ein Ventil ein Rezipient anschließbar ist, mit einer an das Gehäuse über ein Ventil angeschlossenen Vakuumpumpe, mit einem im Gehäuse befindlichen zweistufigen Refrigerator als Kältequelle und mit Pumpflächen an den beiden Kühlköpfen des Refrigerators, welche mit einer elektrischen Heizung ausgerüstet sind, dadurch gekenn­zeichnet, daß ein Sensor (41) zur Kontrolle des Druckes innerhalb des Pumpengehäuses (1) vorgesehen ist und daß eine Steuereinheit (28) vorhanden ist, mit der in Abhängigkeit der vom Sensor gelieferten Signale der Betrieb der Kryopumpe überwacht und gesteuert wird.1.Cryptic pump with a housing, with a gas inlet opening to which a recipient can be connected via a valve, with a vacuum pump connected to the housing via a valve, with a two-stage refrigerator in the housing as a cold source and with pump surfaces on the two cooling heads of the refrigerator , which are equipped with an electric heater, characterized in that a sensor (41) for checking the pressure within the pump housing (1) is provided and that a control unit (28) is provided with which, depending on the signals supplied by the sensor, the Operation of the cryopump is monitored and controlled. 2. Kryopumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuer­einheit (28) bildenden Mittel derart gewählt sind, daß ein automatisch ablaufender Betrieb (Pump- und Regenerierbetrieb) möglich ist.2. Cryopump according to claim 1, characterized in that the control unit (28) forming means are selected such that an automatic operation (pumping and regeneration mode) is possible. 3. Kryopumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­einheit (28) über Steuerleitungen (58, 59) mit dem Versorgungsgerät (25) für die jeweilige Heizung (23 bzw. 24) der Pumpflächen (7; 12, 13) der beiden Stufen (6, 10) verbunden ist.3. Cryopump according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit (28) via control lines (58, 59) with the supply device (25) for the respective heating (23 or 24) of the pumping surfaces (7; 12, 13) of the two stages (6, 10) is connected. 4. Kryopumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Sensoren (43, 44, 45) zur Überwachung der Temperatur der Pump­flächen der ersten und/oder der zweiten Stufe des Refrigerators vorgesehen sind.4. Cryopump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that further sensors (43, 44, 45) are provided for monitoring the temperature of the pump surfaces of the first and / or the second stage of the refrigerator. 5. Kryopumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Mitteln (32, 33, 34) zum EInlaß von Regenerier­gasen ausgerüstet ist und daß die Steuereinheit (28) über eine Steuerleitung (53) mit einem Ventil (34) für den Gaseinlaß verbunden ist.5. Cryopump according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with means (32, 33, 34) for inlet of regeneration gases and that the control unit (28) via a control line (53) with a valve (34) for the Gas inlet is connected. 6. Kryopumpe nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Mitteln (32ʹ, 39, 40) zum Einlaß einer geringen Gasmenge mit bestimmtem Volumen ausgerüstet ist, welche mindestens zwei mit der Steuereinheit (28) verbundene Ventile (39, 40) umfassen.6. Cryopump according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with means (32ʹ, 39, 40) for admitting a small amount of gas with a certain volume, which at least two valves (39, 40) connected to the control unit (28) include. 7. Kryopumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe über ein Ventil (16) an das Gehäuse (1) der Kryopumpe angeschlossen ist und daß das Ventil (16) über eine Steuerleitung (52) mit der Steuereinheit (28) verbunden ist.7. Cryopump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the vacuum pump is connected via a valve (16) to the housing (1) of the cryopump and that the valve (16) via a control line (52) with the control unit ( 28) is connected. 8. Kryopumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventil (16) und der Vakuumpumpe (18) eine Adsorptions­falle angeordnet ist, die ebenfalls mit einem Sensor (49) ausgerüstet ist.8. Cryopump according to claim 7, characterized in that an adsorption trap is arranged between the valve (16) and the vacuum pump (18), which is also equipped with a sensor (49). 9. Kryopumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auffangbehälter (37, 37ʹ) für die die Kryopumpe verlassenden Regeneriergase vorhanden ist.9. Cryopump according to one of the preceding claims, characterized in that a collecting container (37, 37ʹ) is present for the regeneration gases leaving the cryopump. 10. Kryopumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffang­behälter (37ʹ) an den Auslaß der Vakuumpumpe (16) und/oder über ein Ventil (38) an das Pumpengehäuse selbst angeschlossen ist und daß das Ventil (38) über eine Steuerleitung (57) mit der Steuereinheit (28) verbunden ist.10. Cryopump according to claim 9, characterized in that the collecting container (37ʹ) at the outlet of the vacuum pump (16) and / or is connected to the pump housing itself via a valve (38) and that the valve (38) is connected to the control unit (28) via a control line (57). 11. Verfahren zum Betrieb einer Kryopumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anhand der von einem oder mehreren Sensoren gelieferten Daten die noch vorhandene Pumpkapazität der Kryopumpe überwacht wird und daß im Falle einer für den nächsten Pump­zyklus nicht mehr ausreichenden Pumpkapazität ein automatisch ablaufender, von der Steuereinheit (28) gesteuerter Regeneriervorgang eingeleitet wird.11. A method for operating a cryopump according to one of the preceding claims, characterized in that the pump capacity of the cryopump still present is monitored on the basis of the data supplied by one or more sensors and that in the event of a pump capacity which is no longer sufficient for the next pump cycle, an automatically running one , is initiated by the control unit (28) controlled regeneration process. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß selbsttätig ablaufende Inbetriebnahme- und/oder Regenerier­vorgänge mit Hilfe der Steuereinheit (28) aufgrund der von den Sensoren gelieferten Signale durchgeführt werden.12. The method according to claim 11, characterized in that automatic commissioning and / or regeneration processes are carried out with the aid of the control unit (28) on the basis of the signals supplied by the sensors. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der noch vorhandenen Pumpkapazität wiederholt Saug­vermögensmessungen durchgeführt werden.13. The method according to claim 12, characterized in that to determine the pump capacity still present, pumping speed measurements are carried out repeatedly. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der noch vorhandenen Pumpkapazität wiederholt die Zeit gemessen wird, die die Kryopumpe benötigt, um einen bestimmten Druckwert zu erreichen, und daß, falls dieser Zeitwert einen festgelegten Grenzwert überschreitet, der Regeneriervorgang gestartet wird.14. The method according to claim 13, characterized in that the time that the cryopump needs to reach a certain pressure value is repeatedly measured to determine the pump capacity still available, and that, if this time value exceeds a predetermined limit, the regeneration process is started . 15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Evakuier­vorgängen
Figure imgb0005
-Messungen zur Feststellung des Saug­vermögens der Kryopumpe durchgeführt werden.15. The method according to claim 13, characterized in that during evacuation
Figure imgb0005
-Measurements to determine the pumping speed of the cryopump are carried out. 16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Pumpkapazität in die zur Vorvakuumpumpe (18) und zum Rezipienten (30) geschlossene Kryopumpe eine bestimmte Gasmenge eingeleitet wird und danach die Zeit- oder
Figure imgb0006
-Messungen durchgeführt werden.16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that to determine the pumping capacity in the forevacuum pump (18) and the recipient (30) closed cryopump a certain amount of gas is introduced and then the time or
Figure imgb0006
Measurements are carried out. 17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Pumpkapazität die Temperatur der Pumpflächen der zweiten Stufe überwacht wird.17. The method according to claim 12, characterized in that the temperature of the pumping surfaces of the second stage is monitored to determine the pumping capacity. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein partieller Regeneriervorgang durchgeführt wird, indem die Pumpflächen (13) und/oder (12) bei laufendem Refrigerator (4) auf eine Temperatur von etwa 70 K (zur Entfernung von He und H₂) oder etwa 150 K (zur Entfernung von N₂, Ar usw.) aufgeheizt werden.18. The method according to any one of claims 11 to 17, characterized in that a partial regeneration process is carried out by the pump surfaces (13) and / or (12) while the refrigerator (4) is running at a temperature of approximately 70 K (for removing He and H₂) or about 150 K (to remove N₂, Ar, etc.) are heated. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Kryopumpe während des Ablaufs der Regeneriervorgänge unterhalb des Sublimationspunktes von in der Pumpe vorhandenen kondensierbaren Gasen gehalten wird.19. The method according to any one of claims 11 to 17, characterized in that the pressure in the cryopump is kept below the sublimation point of condensable gases present in the pump during the course of the regeneration processes. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck p in der Kryopumpe während des Ablaufs der Regeneriervorgänge beim Vorhandensein explosions­fähiger Gase oder Gasgemische unterhalb desjenigen Druckes gehalten wird, bei dem eine Explosionsgefahr beginnt.20. The method according to any one of claims 11 to 17, characterized in that the pressure p in the cryopump during the course the regeneration processes in the presence of explosive gases or gas mixtures is kept below the pressure at which an explosion risk begins. 21. Verfahren nach den Ansprüchen 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Druckes in der Kryopumpe während der Regeneriervorgänge entweder mit Hilfe einer Steuerung der Heizleistung oder mit Hilfe eines dosierten Ein­lasses von Regeneriergasen durchgeführt wird.21. The method according to claims 19 or 20, characterized in that the control of the pressure in the cryopump during the regeneration processes is carried out either with the aid of a control of the heating power or with the aid of a metered inlet of regeneration gases. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck p in der Kryopumpe während des Ablaufs der Regeneriervorgänge beim Vorhandensein explosionsfähiger Gase oder Gasgemische überwacht wird und daß vor dem Erreichen desjenigen Druckes, bei dem eine Explosions­gefahr beginnt, alle sich in der Pumpe befindenden stromführenden Teile abgeschaltet werden.22. The method according to any one of claims 11 to 17, characterized in that the pressure p in the cryopump is monitored during the course of the regeneration processes in the presence of explosive gases or gas mixtures and that before reaching the pressure at which an explosion risk begins, everyone is live parts in the pump are switched off. 23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierung der Kryopumpe durch Beheizung der Pumpflächen, durch Regeneriergaseinlaß oder durch eine Kombination dieser beiden Schritte durchgeführt wird.23. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the regeneration of the cryopump is carried out by heating the pump surfaces, by regeneration gas inlet or by a combination of these two steps.
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