FR2466639A1

FR2466639A1 - CRYOGENIC PUMP

Info

Publication number: FR2466639A1
Application number: FR8020673A
Authority: FR
Inventors: Kimo Merlin Welch
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1980-09-26
Publication date: 1981-04-10
Also published as: GB2059512A; CH653746A5; GB2059512B; JPS5652587A; DE3034934A1

Abstract

Cette pompe cryogénique comprend un premier étage 27 et un deuxième étage 36 à 38 monté coaxialement à l'intérieur du premier étage et porté à une température plus basse. Des chicanes 41, 42 abritent le deuxième étage du rayonnement direct de l'ouverture d'entrée 29 tout en laissant le gaz s'écouler pratiquement sans obstacle de cette ouverture d'entrée 29 à ce deuxième étage. (CF DESSIN DANS BOPI)This cryogenic pump comprises a first stage 27 and a second stage 36 to 38 mounted coaxially inside the first stage and brought to a lower temperature. Baffles 41, 42 shelter the second stage from direct radiation from the inlet opening 29 while allowing gas to flow virtually unimpeded from this inlet opening 29 to this second stage. (CF DRAWING IN BOPI)

Description

L'invention se rapporte d'une façon générale auxThe invention relates generally to the

appareils de pompage cryogéniques et concerne plus particu- cryogenic pumping apparatus and more particularly

lièrement une pompe cryogénique à deux étages dans laquelle les gaz sont éliminés par condensation et/ou adsorption sur des surfaces de pompage de plus en plus froides. Firstly, a two-stage cryogenic pump in which the gases are removed by condensation and / or adsorption on increasingly cold pumping surfaces.

Dans une pompe cryogénique à deux étages, le pre- In a two-stage cryogenic pump, the first

mier étage de pompage est habituellement maintenu à une température de l'ordre de 50'K à 80'K et le deuxième étage de pompage est maintenu à une température plus basse, de l'ordre de 10'K à 200K. Les gaz tels que la vapeur d'eau et l'anhydride carbonique sont cryopompés par condensation dans le premier étage à la température plus élevée, tandis que les gaz tels que l'oxygène, l'azote, l'argon, l'hélium, l'hydrogène et le néon, qui demandent une plus basse température pour se condenser ou être adsorbés, sont pompés The first pumping stage is usually maintained at a temperature of the order of 50 K to 80 K and the second pumping stage is maintained at a lower temperature of the order of 10 K to 200 K. Gases such as water vapor and carbon dioxide are cryopomped by condensation in the first stage at the higher temperature, while gases such as oxygen, nitrogen, argon, helium, Hydrogen and Neon, which require a lower temperature to condense or be adsorbed, are pumped

dans le deuxième étage.in the second floor.

Pour qu'une pompe de ce type travaille efficacement, le deuxième étage à basse température doit être abrité du rayonnement thermique extérieur. Dans la technique antérieure, on plaçait plusieurs chicanes en forme de chevrons arrangées en un groupe optiquement dense et de forme générale plane entre le deuxième étage et la chambre dans laquelle il s'agit de faire le vide afin d'abriter le deuxième étage du rayonnement thermique émis par cette chambre. Cet arrangement dense de chicanes assure certes la protection désirée, mais il gène la pénétration du gaz dans la pompe. C'est ainsi que, par exemple, une pompe capable d'évacuer 1000 litres à la seconde peut voir son débit réduit à une valeur de 150 à 250 litres à la seconde For a pump of this type to work effectively, the second stage at low temperature must be sheltered from the external heat radiation. In the prior art, several chevron-shaped baffles arranged in an optically dense and generally planar group were placed between the second stage and the chamber in which it is necessary to evacuate in order to house the second stage of the radiation. thermal emitted by this chamber. This dense arrangement of baffles certainly provides the desired protection, but it blocks the penetration of gas in the pump. Thus, for example, a pump capable of evacuating 1000 liters per second can see its flow reduced to a value of 150 to 250 liters per second

par ce groupement de chicanes.by this grouping of baffles.

La demande de brevet déposée aux E.U.A. le 4 Août 1978 sous le n0 de série 930 953 décrit un groupement de chicanes en chevrons perfectionné, de forme appropriée pour entourer ou enfermer à peu près totalement le deuxième étage. En laissant une section libre nettement The patent application filed in the U.S. August 4, 1978, Serial No. 930,953 discloses an improved chevron baffle array of suitable shape to enclose or substantially enclose the second stage. Leaving a free section clearly

plus grande pour l'arrivée du gaz, ce groupement tridimen- greater for the arrival of gas, this three-dimensional grouping

sionnel assure une réduction notable de la résistance à l'écoulement du gaz vers le deuxième étage, comparativement au groupement plan plus classique. Toutefois, ce groupement It provides a significant reduction in gas flow resistance to the second stage compared to the more conventional planar array. However, this grouping

tridimensionnel est d'une fabrication relativement compli- three-dimensional is relatively complicated to manufacture

quée et coûteuse.expensive.

Le but général de l'invention est de réaliser une nouvelle pompe cryogénique perfectionnée. Un autre but de l'invention est de réaliser une pompe cryogénique du type décrit plus haut, qui possède The general object of the invention is to provide a new improved cryogenic pump. Another object of the invention is to provide a cryogenic pump of the type described above, which has

des chicanes pour abriter le deuxième étage à basse tem- baffles to house the second floor at low tem-

pérature du rayonnement thermique tout en laissant le temperature of the thermal radiation while leaving the

gaz s'écouler pratiquement librement vers ce deuxième étage. gas flow almost freely to this second floor.

Un autre but de l'invention est de réaliser une Another object of the invention is to provide a

pompe cryogénique du type ci-dessus qui soit facile à fabri- cryogenic pump of the above type which is easy to manufacture

quer et puisse être produite d'une façon économique. quer and can be produced economically.

Suivant l'invention, ces buts sont atteints par une pompe cryogénique qui possède une ouverture d'entrée établissant la communication pour l'écoulement des gaz avec la chambre dans laquelle il s'agit de faire le vide, un premier étage qui s'étend axialement en partant de l'ouverture d'entrée, un deuxième étage maintenu à une température inférieure à celle du premier étage, et une ou plusieurs chicanes possédant une dimension radiale limitée, espacées axialement l'une de l'autre entre le premier étage et le deuxième étage et servant à abriter les surfaces de pompage du deuxième étage de l'exposition directe à l'ouverture d'entrée tout en permettant aux gaz de s'écouler pratiquement sans obstacle du premier étage According to the invention, these objects are achieved by a cryogenic pump which has an inlet opening establishing communication for the flow of gases with the chamber in which it is a question of evacuating, a first stage which extends axially starting from the inlet opening, a second stage maintained at a temperature lower than that of the first stage, and one or more baffles having a limited radial dimension, axially spaced apart from each other between the first stage and the second stage, which houses the pumping surfaces of the second stage from the direct exposure to the inlet opening while allowing the gases to flow virtually unobstructed from the first stage

au deuxième étage.On the second floor.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in- Other features and advantages of the

vention apparaîtront au cours de la description qui va will appear in the description that goes

suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre to follow. In the attached drawings, given solely for the purpose of

d'exemple,For example,

- la Fig. 1 est une vue en élévation de côté, avec arrachement partielle et en partie schématique, d'une FIG. 1 is a side elevational view, partly broken away and partially diagrammatic, of a

forme de réalisation de la pompe cryogénique suivant l'in- embodiment of the cryogenic pump according to the

vention; - la Fig. 2 est une vue partielle en coupe prise suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1; - la Fig. 3 est une vue schématique illustrant le fonctionnement des chicanes de la forme de réalisation de la Fig. 1 - les Figs 4, à 9 sont des vues schématiques en élévation d'autres formes de réalisation de-la-pompe cryogé- vention; FIG. 2 is a partial sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1; FIG. 3 is a schematic view illustrating the operation of the baffles of the embodiment of FIG. 1 to 4 are diagrammatic elevational views of other embodiments of the cryogenic pump.

nique suivant l'invention.according to the invention.

Suivant la forme de réalisation représentée sur la Fig. 1, la pompe comprend une plaque de base 11 de forme générale circulaire sur laquelle est monté un corps 12 de forme générale cylindrique. L'extrémité supérieure 13 du According to the embodiment shown in FIG. 1, the pump comprises a base plate 11 of generally circular shape on which is mounted a body 12 of generally cylindrical shape. The upper end 13 of the

corps 12 est ouverte pour permettre d'établir la commu- body 12 is opened to allow the establishment of

nication avec la chambre dans laquelle il s'agit de faire le vide, et la partie centrale 14 de la paroi latérale est bombée vers l'extérieur dans une direction radiale pour with the chamber in which it is a question of evacuating, and the central part 14 of the side wall is bulged outwards in a radial direction for

permettre au gaz de s'écouler sans étranglement à l'inté- allow the gas to flow without strangling to the

rieur de la pompe.the pump.

Le refroidissement est assuré par un dispositif de réfrigération à boucle fermée dans lequel de l'hélium gazeux comprimé se détend en deux étages successifs. Ce circuit comprend un détendeur à deux étages 16 couplé à un compresseur placé une distance (non représenté). Le détendeur comprend un premier étage 17 de forme allongée comportant une paroi distale annulaire 18, et un deuxième The cooling is provided by a closed-loop refrigeration device in which compressed helium gas is expanded in two successive stages. This circuit comprises a two-stage expansion valve 16 coupled to a compressor placed a distance (not shown). The expander comprises a first stage 17 of elongate shape having an annular distal wall 18, and a second

étage 19 de forme allongée. Le premier étage est normale- floor 19 of elongated form. The first floor is normal-

ment maintenu à une température de l'ordre de 50'K à 800K, et le deuxième étage est maintenu à une température de l'ordre de 10'K à 200K. Le détendeur traverse axialement maintained at a temperature of the order of 50'K to 800K, and the second stage is maintained at a temperature of the order of 10'K to 200K. The regulator crosses axially

la base 11 et est fixé à cette base par des moyens appro- base 11 and is fixed to this base by appropriate means.

priés (non représentés).requested (not shown).

Le premier étage de la pompe comprend une plaque support 21 montée sur la paroi 18 du détendeur, la partie extérieure 22 de cette plaque étant déportée au-dessous du niveau de la paroi du détendeur. La plaque support est fixée à la paroi du détendeur par des vis de montage 23, et elle est en contact thermique étroit avec la paroi du détendeur The first stage of the pump comprises a support plate 21 mounted on the wall 18 of the expander, the outer portion 22 of this plate being offset below the level of the wall of the expander. The support plate is fixed to the wall of the pressure reducer by mounting screws 23, and is in close thermal contact with the wall of the pressure reducer.

Une bague de montage 26 est placée à une certaine dis- A mounting ring 26 is placed at a certain distance.

tance au-dessus de la plaque support, et une série de feuil- above the support plate, and a series of sheets

les axiales 27 sont disposées en couronne le long de la the axial 27 are arranged in a ring along the

2466639.2466639.

circonférence de la plaque support et de celle de la bague de montage pour former une surface de pompage de forme générale cylindrique pour le premier étage. Les feuilles sont fixées à la plaque support et à la bague par des vis 28 de manière à former une structure rigide munie d'une ouverture d'entrée 29 à son extrémité supérieure. Les feuilles 27 sont courbées de manière à former un bombé circumference of the support plate and that of the mounting ring to form a generally cylindrical pumping surface for the first stage. The sheets are fixed to the support plate and to the ring by screws 28 so as to form a rigid structure provided with an inlet opening 29 at its upper end. The sheets 27 are curved so as to form a convex

radial 31 dirigé vers l'extérieur, afin de réduire l'étran- radially outward facing, in order to reduce the

glement de la veine gazeuse dans le voisinage du deuxième of the gas vein in the vicinity of the second

étage de la pompe.pump floor.

Le deuxième étage de la pompe comprend une plaque 36 orientée radialement montée sur l'extrémité supérieure de l'étage 19 du détendeur, ainsi qu'une paroi extérieure tronconique 37 et qu'une paroi intérieure cylindrique 38 qui partent vers le bas de la plaque 36. Le deuxième étage est réalisé sous la forme d'une structure monombloc et est en contact thermique étroit avec-la paroi supérieure du détendeur, à laquelle il est fixé par des vis de montage The second stage of the pump comprises a radially oriented plate 36 mounted on the upper end of the stage 19 of the expander, as well as a frustoconical outer wall 37 and a cylindrical inner wall 38 which extend downwards from the plate. 36. The second stage is made in the form of a single-block structure and is in close thermal contact with the upper wall of the expansion valve, to which it is fixed by means of mounting screws

39. Le deuxième étage est disposé coaxialement à l'inté- 39. The second floor is arranged coaxially

rieur du premier étage.first floor.

Des moyens sont prévus pour abriter le deuxième étage de la pompe du rayonnement direct provenant en ligne droite de la chambre dans laquelle il s'agit de faire le vide. Ces moyens comprennent une chicane supérieure 41 et une chicane inférieure 42 qui sont espacées axialement l'une de l'autre entre le premier étage et le deuxième étages. La chicane 41 comprend une partie centrale 43 de forme générale plane, placée entre l'ouverture d'entrée 29 et la plaque 36, ainsi qu'une partie tronconique 44 qui s'étend vers le bas et vers l'extérieur latéralement par rapport à la partie supérieure de la paroi 37. La chicane 42 comprend un élément tronconique placé à une certaine distance au-dessous de la partie 44 de la chicane 41, et elle possède un diamètre supérieur à celui de cette partie tronconique 44. Cet espacement est suffisant pour laisser le gaz s'écouler pratiquement sans obstacle entre les chicanes. Les chicanes sont maintenues à la tempéarture du premier étage et sont espacées des parois du deuxième Means are provided to house the second stage of the pump direct radiation coming in a straight line from the chamber in which it is a question of evacuating. These means comprise an upper baffle 41 and a lower baffle 42 which are spaced axially from one another between the first stage and the second stage. The baffle 41 comprises a central portion 43 of generally planar shape, placed between the inlet opening 29 and the plate 36, and a frustoconical portion 44 which extends downwards and outwards laterally with respect to the upper part of the wall 37. The baffle 42 comprises a frustoconical element placed at a certain distance below the portion 44 of the baffle 41, and it has a diameter greater than that of this frustoconical portion 44. This spacing is sufficient to allow the gas to flow virtually unhindered between the baffles. The baffles are maintained at the temperature of the first stage and are spaced from the walls of the second

étage. La chicane inférieure est supportée par des colon- floor. The lower baffle is supported by colonists

nettes 46 montées sur la plaque support 21, et la chicane net 46 mounted on the support plate 21, and the baffle

supérieure est supportée par des colonnettes 47 qui s'éten- the upper part is supported by columns 47 which extend

dent entre les deux chicanes.tooth between the two baffles.

Dans la forme préférée de réalisation de l'invention, les surfaces externes des feuilles 27 sont In the preferred embodiment of the invention, the outer surfaces of the sheets 27 are

rendues fortement réfléchissantes, par exemple par nicke- made highly reflective, for example by nicke-

lage, et l'intérieur du corps 12 de la pompe est poli par voie électrolytique pour réduire la transmission de la chaleur par rayonnement entre ces deux éléments. Les surfaces supérieures des chicanes 41 et 42sont également The interior of the pump body 12 is electrolytically polished to reduce radiative heat transfer between these two elements. The upper surfaces of the baffles 41 and 42 are also

lage, de sorte que l'énergie rayonnante émise par les the radiant energy emitted by the

sources extérieures est réfléchie sur les parois du pre- external sources is reflected on the walls of the first

mier étage et rejetée hors de la pompe à travers l'ouver- first stage and rejected out of the pump through the opening

ture d'entrée. Les surfaces intérieures des feuilles 27 sont noircies pour empêcher le rayonnement thermique externe de se réfléchir vers le deuxième étage. Les surfaces entrance. The inner surfaces of the sheets 27 are blackened to prevent external thermal radiation from reflecting to the second stage. Surfaces

internes du deuxième étage, (c'est-à-dire la surface infé- the second floor, (that is, the inferior surface

rieure de la plaque 36, la surface intérieure de la paroi 37 et les surfaces intérieure et extérieure de la paroi 38) sont de préférence revêtues d'une matière cryosorbante of the plate 36, the inner surface of the wall 37 and the inner and outer surfaces of the wall 38) are preferably coated with a cryosorbent material

telle que du charbon activé ou une zéolithe artificielle. such as activated charcoal or an artificial zeolite.

Le fonctionnement et l'utilisation de la pompe Operation and use of the pump

de la forme de réalisation des Fig. 1 à 3, sont les sui- of the embodiment of Figs. 1 to 3, are the following:

vants. Une chambre dans laquelle il s'agit de faire le vide est miseen communication pour le passage du gaz avec solvents. A chamber in which it is a matter of evacuating is put into communication for the passage of gas with

l'ouverture d'entrée 29, et le compresseur relié au déten- the inlet opening 29, and the compressor connected to the

deur 16 est mis en action pour maintenir le premier étage de pompage à une température de l'ordre de 50'K à 80'K et le deuxième étage de pompage à une température de l'ordre de 18'K à 20'K. Les gaz tels que la vapeur d'eau et l'anhydride carbonique se condensent sur la surface de pompage formée par les parois internes des feuilles 27 à l'intérieur du premier étage de pompage. Les gaz tels que l'hélium, l'hydrogène et le néon sont adsorbés sur les surfaces internes des parois du deuxième étage, tandis que les gaz tels que l'oxygène, l'azote et l'argon sont pompés sur les surfaces du deuxième étage par condensation. La chicane supérieure 41 évite que les rayonnements thermiques externes ne tombent sur la partie du deuxième étage située au-dessus de la chicane 42, et la-chicane 42 empêche le rayonnement thermique extérieur d'atteindre la partie inférieure du deuxième étage. Etant espacées du deuxième étage et également l'une de l'autre, les chicanes ne gênent pas de façon appréciable l'écoulement du gaz vers le 16 is actuated to maintain the first pumping stage at a temperature of the order of 50'K to 80'K and the second pumping stage at a temperature of the order of 18'K to 20'K. Gases such as water vapor and carbon dioxide condense on the pumping surface formed by the inner walls of the sheets 27 within the first pumping stage. Gases such as helium, hydrogen and neon are adsorbed on the internal surfaces of the walls of the second stage, while gases such as oxygen, nitrogen and argon are pumped onto the surfaces of the second stage. floor by condensation. The upper baffle 41 prevents external thermal radiation from falling onto the portion of the second stage above the baffle 42, and the baffle 42 prevents external heat radiation from reaching the lower portion of the second stage. Being spaced apart from the second stage and also from each other, the baffles do not appreciably interfere with the flow of gas to the

deuxième étage.second floor.

Les formes de réalisation des Fig. 4 à 9 sont d'une façon générale analogues à la forme de réalisation des Fig. 1 à 3, sauf en ce qui concerne la structure des chicanes, et l'on utilise les mêmes numéros de référence pour désigner les éléments qui sont communs aux différentes formes de réalisation. Sur les Fig. 3 à 9, les lignes The embodiments of Figs. 4 to 9 are generally similar to the embodiment of FIGS. 1 to 3, except for the structure of the baffles, and the same reference numerals are used to denote the elements that are common to the various embodiments. In Figs. 3 to 9, the lines

tiretées représentent les limites extérieures des rayon- dashed lines represent the outer limits of

nements qui pénètrent en ligne droite dans la pompe cryo- which penetrate in a straight line into the cryogenic pump

génique par l'ouverture d'entrée, en provenance de la chambre. Dans la forme de réalisation de la Fig. 4, on utilise une chicane unique 51. Cette chicane comprend une partie centrale 52 de forme générale plane et une partie extérieure tronconique 53 qui en part vers le bas. La partie centrale de la chicane est interposée axialement entre l'ouverture d'entrée et la plaque supérieure 36 du deuxième étage et avec la partie tronconique 53, elle abrite cette plaque 36 et la paroi 37 du rayonnement thermique direct passant par l'ouverture d'entrée 29. L'angle d'inclinaison de la paroi tronconique 53 est choisi de manière à laisser le gaz s'écouler avec un débit maximal de l'ouverture gene through the entrance opening, coming from the chamber. In the embodiment of FIG. 4, a single baffle 51 is used. This baffle comprises a central portion 52 of generally planar shape and a frustoconical outer portion 53 which extends downwards. The central portion of the baffle is interposed axially between the inlet opening and the upper plate 36 of the second stage and with the frustoconical portion 53, it houses this plate 36 and the wall 37 of the direct thermal radiation passing through the opening of the The angle of inclination of the frustoconical wall 53 is chosen so as to allow the gas to flow with a maximum flow rate of the opening.

d'entrée vers le deuxième étage.entrance to the second floor.

La forme de réalisation de la Fig. 5 est analogue à celle de la Fig. 4, mais dans cette forme, on utilise un arrangement concentrique 56 de chicanes à profil en chevron en remplacement d'une plaque pleine pour abriter la partie supérieure du deuxième étage. Cette structure comprend une partie extérieure tronconique 57 analogue à l'élément 53 de la Fig. 4. Cette forme de réalisation ménage pour le gaz une voie d'accès supplémentaire à la structure de pompage The embodiment of FIG. 5 is similar to that of FIG. 4, but in this form, a concentric arrangement 56 of chevron profile baffles is used instead of a solid plate to house the upper part of the second stage. This structure comprises a frustoconical outer portion 57 similar to the element 53 of FIG. 4. This embodiment provides for the gas an additional access route to the pumping structure

du deuxième étage à travers le groupe de chicanes 56. of the second stage through the group of baffles 56.

Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig. 6, l'écran antirayonnement comprend une chicane intérieure 61 placée à une certaine distance axiale au- dessus du deuxième étage et une chicane extérieure 62 placée coaxialement à. la chicane 61 et à peu près dans le même plan que celle-ci. La chicane 61 comprend une partie centrale 63 de forme générale plane, et une partie extérieure tronconique 64 qui en part vers le bas. La In the embodiment shown in FIG. 6, the anti-radiation shield comprises an inner baffle 61 placed at a certain axial distance above the second stage and an outer baffle 62 placed coaxially with. the baffle 61 and roughly in the same plane as this one. The baffle 61 comprises a central portion 63 of generally flat shape, and a frustoconical outer portion 64 which goes downwards. The

chicane 62 est une chicane tronconique de diamètre supé- Baffle 62 is a frustoconical baffle of greater diameter than

rieur à celui de la partie tronconique de la chicane 61. than that of the frustoconical portion of the chicane 61.

La chicane intérieure abrite la partie supérieure du deuxième étage du rayonnement extérieur et la chicane 62 abrite la partie inférieure de ce deuxième étage. Comme dans les autres formes de réalisation, l'espacement et les dimensions des chicanes sont étudiés de manière que les gaz puissent passer librement entre les chicanes et les The inner baffle houses the upper part of the second stage of the external radiation and the baffle 62 houses the lower part of this second stage. As in the other embodiments, the spacing and the dimensions of the baffles are studied so that the gases can pass freely between the baffles and the baffles.

parois des étages.walls of floors.

Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig. 7, l'écran antirayonnement comprend une plaque In the embodiment shown in FIG. 7, the anti-radiation screen includes a plate

de chicane 66 placée au-dessus du deuxième étage de pom- baffle 66 placed above the second stage of

page et deux chicanes tronconiques 67, 68 espacées axiale- page and two frustoconical baffles 67, 68 spaced axially-

ment l'une de l'autre, adjacentes à la paroi 37. La plaque 66 est de plus grand diamètre que la plaque supérieure 36 du deuxième étage, et la chicane inférieure 68 est de plus of the other, adjacent the wall 37. The plate 66 is larger in diameter than the top plate 36 of the second stage, and the lower baffle 68 is

grand diamètre que la chicane supérieure 67. large diameter than the upper baffle 67.

Dans la forme de réalisation de la Fig. 8, l'écran anti-rayonnement comprend une chicane 71 placée au-dessus du deuxième étage et plusieurs chicanes 72 à 74 In the embodiment of FIG. 8, the anti-radiation screen comprises a baffle 71 placed above the second stage and several baffles 72 to 74

espacées axialement les unes des autres et situées latérale- spaced axially from each other and located laterally

ment par rapport au deuxième étage. La chicane 71 comprend compared to the second floor. The chicane 71 includes

une partie centrale plane 76 et une partie extérieure tron- a flat central portion 76 and a truncated outer portion

conique 77. Les chicanes 72 à 74 sont tronconiques et conical 77. The baffles 72 to 74 are frustoconical and

de diamètre de plus en plus grand à mesure qu'on se rap- of increasing diameter as we get closer

proche du bas du deuxième étage.near the bottom of the second floor.

Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig. 9, l'écran thermique comprend une plaque 79 de forme In the embodiment shown in FIG. 9, the heat shield comprises a plate 79 of shape

2466639.2466639.

générale circulaire placée au-dessus du deuxième étage et general circular placed above the second floor and

plusieurs plaques annulaires 81 à 84 qui s'étendent radiale- several annular plates 81 to 84 which extend radially

ment et sont espacées axialement les unes des.autres et situées latéralement par rapport au deuxième étage, les plaques annulaires présentant des diamètres qui croissent en direction du bas de cet étage, Etant espacées les unes des autres et présentant une étendue radiale limitée, ces plaques de chicanes laissent les gaz parvenir de façon relativement libre au deuxième étage tout en abritant ce and axially spaced apart from one another and laterally located with respect to the second stage, the annular plates having diameters which grow towards the bottom of this stage, being spaced from each other and having a limited radial extent, these plates baffles let the gases relatively freely reach the second floor while sheltering this

deuxième étage du rayonnement thermique extérieur. second stage of the external thermal radiation.

Bien que, dans les formes de réalisation con- Although, in the embodiments

sidérées, le premier étage de pompage et le corps de la pompe soient représentés sous une forme qui comporte des the first pumping stage and the pump body are shown in a form

parois latérales bombées radialement pour améliorer l'écoule- side walls curved radially to improve the flow of

ment des gaz, il va de soi que l'invention n'est pas limitée à cette configuration particulière des parois et que les structures de chicanes décrites dans le présent mémoire peuvent également être utilisées avec des parois cylindriques droites ou avec toute autre structure de However, it is understood that the invention is not limited to this particular configuration of the walls and that the baffle structures described herein may also be used with straight cylindrical walls or any other

parois appropriée.appropriate walls.

Claims

R E V E N D I C A T IONS

Cryogenic pump for extracting certain kinds of gases from a chamber, this pump being characterized

in that it comprises: means (29) forming an opening

inlet port for establishing the communication for the passage of gases with said chamber; a first stage which extends axially from the inlet opening (29) and has a pumping surface (27) maintained at a first temperature for extracting a portion of said kinds

gas; a second floor with a pumping surface

page (36, 37, 38) which is maintained at a temperature below said first temperature for extracting an additional portion of said kinds of gases; and a plurality of baffles (41, 42; 66, 67, 68; 71, 72, 73, 74, 79, 81, 82, 83, 84) axially spaced apart from each other between the first floor and the second floor and serving to house the pumping surface (36, 37, 38) of the second stage of the direct exposure to the inlet opening (29)

while letting said kinds of gases flow conveniently

without obstacle from the entrance opening (29) to the second

floor.

Cryogenic pump according to claim 1,

characterized in that the second stage is placed coaxially

inside the first floor and that the baffles

41, 42; 66, 67, 68; 71, 72, 73, 74; 79, 81, 82, 83, 84)

extend radially between the stages.

3. Cryogenic pump according to Claim 1, characterized in that the baffles (41, 42, 66, 67, 68, 71, 72, 73, 74, 79, 81, 82, 83, 84) form radial protrusions of more than in bigger ones as one moves away

of the inlet opening (29).

4. Cryogenic pump according to claim 1, characterized in that it comprises a first baffle

(41; 71) which comprises a first part (43;

placed axially between the inlet opening (29) and the

xth stage, and a frustoconical portion (44; 77) extending outwardly from the first portion (43, 76) and away from the opening

input (29).

5. Cryogenic pump according to claim 4, characterized in that it comprises a frustoconical baffle (42; 72, 73, 74) radially adjacent to the second stage

(19) and which is larger in diameter than the truncated portion

conical (44; 77) of the first baffle (41; 71).

Cryogenic pump according to Claim 1, characterized in that the pumping surface (27) of the first stage is blackened to prevent the thermal energy emitted by the inlet opening (29) from being reflected back to

the pumping surface (36, 37, 38) of the second stage.

Cryogenic pad according to claim 1, characterized

characterized in that the baffles (41, 42; 66, 67, 68; 71, 72, 73, 74; 79, 81, 82, 83, 84) are maintained

near the temperature of the first floor.

Cryogenic pump for extracting certain kinds of gases from a chamber, characterized in that it comprises: a first stage having at one end an inlet opening (29) for establishing communication with the chamber for the passing gases, and a pumping surface (27) of generally cylindrical shape maintained at a first temperature, for extracting a fraction of said kinds of gas; a second floor placed

coaxially inside the first floor (17) and

taking a pumping surface (36, 37, 38) maintained at a temperature below said first temperature and for extracting an additional portion of said kinds of gas; and a plurality of baffles (41, 42; 66, 67, 68; 71, 72, 73, 74, 79, 81, 82, 83, 84) axially spaced apart from each other between the first floor and the second floor and which are intended to house the pumping surface (36,

37, -38) of the second shelf of the direct exposition to the opening

inlet (29) while allowing said kinds of gas to flow substantially unobstructed from the inlet opening

(29) on the second floor.

Cryogenic pump according to Claim 8, characterized in that the pumping surface (27) of the first stage is blackened to prevent the thermal energy emitted by the inlet opening (29) from being reflected towards the surface of the pumping (36, 37, 38) of the

second floor.

Cryogenic pump according to claim 8,

characterized in that the baffles comprise a first

first baffle (41; 71) having a portion (43; 76) of generally planar configuration interposed axially between the inlet opening (29) and the second stage, and a frustoconical portion (44; 77) extending towards the outside starting from said generally planar portion (43; 76) and in the direction away from the entrance opening

(29); and a second baffle (42 72, 73, 74) radial

adjacent the second stage and comprising a frustoconical wall of larger diameter than the frustoconical portion

(49; 77) of the first baffle (41; 71).

Cryogenic pump according to Claim 8, characterized in that the baffles comprise plates

rings (81, 82, 83, 84) which extend radially.

Cryogenic pump according to Claim 8, characterized in that the first stage comprises a ring (26) adjacent to the inlet opening (29), a support plate (21) situated at the end of this stage which:

is opposite to the entrance opening (29), and a

of individual sheets (27) extending between the ring (26) and the plate (21) to form the

pumping surface (27) of generally cylindrical shape.

13. Cryogenic pump according to claim 12, characterized in that the sheets (27) are of a shape suitable for giving rise to a radial crown which gives passage to a greater flow of gas in the

second floor area.

Cryogenic pump for extracting certain kinds of gases from a chamber, characterized in that it comprises: means forming an inlet opening (29) for establishing communication with the chamber for

2466639.

the passage of gases; a first stage that extends axially-

starting from the inlet opening (2.9) and comprising a pumping surface (27) maintained at a first temperature for extracting a portion of said kinds of gas; a second stage having a pumping surface (36, 37, 38) maintained at a temperature below said first temperature, for extracting an additional portion of said kinds of gases; and a baffle (41, 42; 51, 56, 57; 61, 62; 67, 68, 71 to 74) comprising a frustoconical portion (44; 53; 57; 64; 77) extending outwardly and in the direction away from the inlet opening (29) to house the pumping surface (36, 37, 38) of the second stage from the direct exposure to the inlet opening (29) while allowing said kinds of gas to flow practically without obstacle from the opening

entrance (29) on the second floor.

Cryogenic pump for extracting certain kinds of gas from a chamber, characterized in that it comprises: a first stage having at one end an inlet opening (29) for establishing communication with the chamber for the passage of gases and a pumping surface (27) of generally cylindrical shape maintained at a first temperature and for extracting a portion of said kinds of gas; a second stage arranged coaxially inside the first floor and having

a pumping surface (36, 37, 38) held at a time

less than said first temperature, for extracting an additional portion of said kinds of gas, the pumping surface (27) of the first stage being blackened to prevent the thermal energy emitted by the inlet opening (29) from being reflected back to the pumping surface (36, 37, 38) of the second stage; a first baffle (41; 71) having a first portion (43; 76) interposed axially between the inlet opening (29) and the second stage and a frustoconical portion (44; 77) extending towards the exterior from the first portion (43; 76) and in the direction away from the inlet opening (29); and a second baffle (42; 72, 73, 74) of frustoconical shape radially adjacent to the second stage and larger

diameter that the frustoconical part (44; 77) of the first

baffle, said baffles (41, 42; 71, 72, 73, 74) being maintained at approximately the temperature of the first stage and housing the pumping surface of the second stage of the direct exposure of the inlet opening (29) while allowing said kinds of gas to flow substantially unobstructed from the inlet opening (29) to the second stage.