[发明专利]用于泵吸轻气体的泵站以及泵站的使用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于泵吸轻气体如氦、氢或其同位素的泵站。此外本发明涉及用于泵吸这类轻气体的泵站的使用。

背景技术

在泵吸轻气体时存在下述问题：这些气体由于在泵内部存在的不密封性而回流。例如螺旋泵在螺旋状的泵元件和壳体之间具有间隙，轻气体能够通过所述间隙回流。为了减少轻气体的回流，已知的是，将待泵吸的轻气体与吹扫气体混合。此外已知的是，通过下述方式提高泵的内部的密封性：使用流体如油以进行内部的密封。使用吹扫气体还有使用油密封的泵具有下述缺点：泵吸的轻气体被污染。这导致：必须耗费地清洁气体。相应的清洁在技术上是困难的并且是昂贵的。当泵吸的轻气体循环使用并且例如应再次输送给制造过程时，这尤其是不利的。在此，相应的轻气体的少量的污染已经能够导致过程中的有害的变化。例如在核聚变实验中输送轻气体氚时少量的污染就已经是有害的。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于泵吸轻气体的泵站，借助于所述泵站，在进气压强小的情况下在实现高的抽吸能力的同时避免轻气体的污染。尤其，本发明的目的是，提供一种用于泵吸轻气体的泵站，借助于所述泵站，能够在待抽真空的腔室中实现小于100mbar的压强。尤其，本发明的目的是，在进气压强为100mbar至0.1mbar时实现足够的抽吸能力。

根据本发明，所述目的通过根据权利要求1的泵站的特征或者通过根据权利要求12的泵站的使用的特征实现。

根据本发明的用于泵吸轻气体的泵站具有干燥压缩的第一泵。第一泵的入口优选直接与待抽真空的腔室或者接受器连接。干燥压缩的第二泵尤其直接与干燥压缩的第一泵连接、即尤其直接与通向干燥压缩的第一泵的出口连接。干燥压缩的泵尤其是螺旋泵或者罗茨泵(Rootspumpen)，其中所述泵的所需要的密封性不通过油等来实现而是根据高精度的制造来实现。为了能够根据本发明在待抽真空的腔室或者接受器中实现低的、尤其是小于100mbar的过程压强并且在此附加地避免泵吸的轻气体因吹扫气体或者油密封的泵而受到污染，干燥压缩的泵根据本发明相对于周围环境气密密封地构成。气密性的密封在此被定义为在真空泵内部的气体混合物与真空泵外部的气体混合物的空间上的分离。经由密封防止环境气体将待泵吸的气体混合物污染，使得其显著影响应用。

由此，根据本发明重要的是，使用干燥的、间隙密封的真空泵。这类泵的密封在没有油或者摩擦的/滑动的密封件的情况下进行。尤其，真空泵是螺旋泵。通过使用这类泵避免了润滑剂或者密封件的组成部分进入所输送的气体中。

在一个尤其优选的实施方式中，另一个干燥压缩的第三泵与干燥压缩的第一泵并联地设置。该第三泵同样与待抽真空的腔室或者接受器连接。优选的是，这两个彼此并联地设置的干燥压缩的螺旋泵此后共同与设置在下游的干燥压缩的第二螺旋泵连接。优选的是，干燥压缩的第一和第三泵的两个出口优选汇聚到一起并且共同与干燥压缩的第二螺旋泵的入口连接。通过三个干燥压缩的螺栓泵的这种设置方式，在小于100bar的较低的压强的情况下进一步提高整体抽吸能力是可能的。

在一个替选的实施方式中，三个干燥压缩的泵串联地依次设置，使得干燥压缩的第二泵直接与另一个干燥压缩的泵连接。由此，在接受器中即使在不使用油密封的泵的情况下以及即使在不使用吹扫气体的情况下也能够在小于100mbar的低的压强的情况下尤其针对氢和氢同位素实现高的抽吸能力。

显然也可能的是，将两个干燥压缩的泵并联连接并且之后沿着泵吸方向将两个另外的干燥压缩的泵串联设置。在总计四个干燥压缩的泵的这种设置方式中，能够在小于100mbar的低的压强的情况下尤其针对氢和氢同位素实现非常高的抽吸能力。

为了进一步减小在接受器中可达到的压强，能够与沿着泵吸方向的最后的干燥压缩的泵、即根据实施方式所设置的第二或第四干燥压缩的泵一起设有相对于大气进行泵吸的前级真空泵。前级真空泵例如是干燥的容积式真空泵，尤其是罗茨泵、爪式泵、活塞泵和/或螺旋泵。前级真空泵根据本发明构成为干燥压缩的泵，以便避免污染待泵吸的轻气体。

尤其，通过根据本发明仅设置干燥压缩的泵并且由于弃用吹扫气体，基于使用相对于周围环境气密密封的泵而可行的是，以高的效率泵吸轻气体以在接受器中实现低的过程压强。因为气体未被污染，所以避免了耗费的清洁，使得尤其可能的是，被泵吸的气体例如再次在循环系统中使用。

根据实施方式优选的是，第一和/或第三泵直接与待抽真空的腔室或接受器连接。此外，根据实施方式优选的是，第二泵直接与第一和/或第三泵连接。此外优选的是，所有所使用的干燥压缩的泵构成为螺旋泵。