专利名称：真空设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种真空设备，尤其是一种具有多个冷冻用低温泵的真空设备。
背景技术：
这种类型的真空设备具有多个例如彼此并联设置的低温泵。低温泵经由一些介质供应管道与一个压缩机装置连接。在使用低温泵用于冷冻时，通常所用介质为氦。氦通过一个压缩机压缩并且在低温泵内部膨胀，因此发生冷冻。此外，还有一些使介质回流到压缩机的介质回流管道与低温泵连接。必要时，在此可中间连接一些清洁装置，这些清洁装置从介质中清洁出例如在通过压缩机时夹带于介质中的油或其他污物。
为了在各单个或全部低温泵中可以获得尽可能好的冷冻效率，在各单个低温泵上的压力差在工作期间应尽量大。因此产生问题，即在冷冻装置内动作的冷冻泵的数量越多，压力差越小。如此会造成压力差降低。另外，冷的低温泵“凝结”相当量的气体。从而造成压力差进一步降低。
为保持工作时低温泵上的压力差几乎恒定，由US 6,530,237已知一种用于例如为氦的冷冻介质的储存容器。储存容器经由连接管道与介质供应管道和介质回流管道连接。在高压管道即介质供应管道内和低压管道即介质回流管道内均设有一个压力测量装置，它们与一个控制装置连接。储存容器设置在两个压力测量装置之间。借助于控制装置可以检测两个测量压力之差。压力差变化时，介质从储存容器供应至系统，或从系统除去介质。由于在US 6,530,237所述系统中在介质供应管道内和介质回流管道内各具有一个压力测量装置，且需将两个测得压力相互比较，所以此现有技术是一种较贵而且复杂的系统。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种真空设备，通过本发明可以用简单的方式使设置在真空设备内的低温泵上的压力差基本上保持恒定。本发明又一目的，在于提供一种对于真空设备的简单而便宜的控制方法。
按照本发明，上述目的可通过按权利要求1的真空设备和按权利要求5或6的方法实现。
本发明的真空设备具有多个并联的冷冻装置，按本发明真空设备只在介质供应管道内具有一个唯一的压力测量装置，通过介质供应管道把优选为氦的冷冻介质供应至冷冻装置。因此，在介质回流管道内不设压力测量装置。因此不存在两个测量装置之间的比较。当然，真空设备可以具有其它压力测量装置，例如用于测量储存容器内的压力。然而按照本发明，只在介质供应管道内设一个压力测量装置，以保持冷冻装置上的压力差基本上恒定。恒定在此理解为压力差的最大波动小于25％，尤其是小于20％。
在另一种实施例中，只在介质回流管道内设有一个压力测量装置。在此实施例中在介质供应管道内不设置压力测量装置。
本发明只设一个唯一的压力测量装置，可以省下第二压力测量装置的生产和安装成本。其优点另外在于，维护和更换成本也较低。
冷冻装置特别涉及低温泵或冷冻头(Kaltkopf)。下面借助于低温泵详细解释本发明，然而低温泵可以通过冷冻头代替。
按照本发明，由其中一个或多个彼此并联设置的压缩机装置产生一股优选恒定的介质流。结果是，在介质供应管道内建立压力。一旦此压力超过一个极限值，尤其是一个预定的最大极限值，那么设置在位于介质供应管道和储存容器之间的连接管道内的供应阀开启，因而介质流入到储存容器内。若在压力测量装置内测得的压力降到一个极限值以下，尤其是一个预定的最小极限值以下，阀重新关闭，以防过多气体流入到储存容器内，继而使在供应和回流管道之间的压力差不会太小。
由于介质回流管道也与储存容器连接，所以在相应压力差时介质从储存容器流入到介质回流管道内。如此，在位于储存容器和介质回流管道之间的连接管道内可以设置一个阀，它可以通过一个控制装置相应地切换。因此，在低温泵上的压力差变化时，通过开启供应阀或通过开启回流阀可以校正该变化。
在一种特别优选的实施例中，为了控制供应和/或回流阀，根据冷冻发生器特性曲线确定切换值或切换范围即最大和最小切换值。在此需要考虑，由于低温泵的结构形式，通过在高压侧测得的压力可以得出压力差。这取决于低温泵的型式且必要时取决于其它边缘条件。
在一种优选的实施例中，供应阀、回流阀和压力测量装置与控制装置连接。
在另一种实施例中，回流阀通过一个具有优选小的孔的喷嘴代替。一旦存在相应的压力差，那么介质由储存容器经此喷嘴流入到介质回流管道内。这种喷嘴的设置的优点在于，不需设置回流阀。因此可以进一步降低成本。喷嘴直径例如为0.3mm，在系统内产生的高压约20bar，低压约5bar。根据真空设备的不同状态，在容器内的压力为5至20bar。
本发明还涉及用于控制上述冷冻装置的方法。
在本发明的第一方法中，在超过一个由压力测量装置测得的最大极限值时，供应阀开启，使介质流入到储存容器内。按本发明，在低于一个最小极限值时，回流阀开启，使介质从储存容器流入到介质回流管道内。因此可以用简单的方式在所述冷冻泵上保持基本上恒定的压力差。
本发明的第二方法用来操作真空设备，其中用喷嘴取代回流阀。因此在储存容器和回流管道之间存在相应压力差时，使介质流入到介质回流管道内，直至因冷冻泵上的压力差变化，介质供应管道内的压力超过最大极限值为止。然后又重复进行第一步骤，在该步骤中，在超过最大极限值时，供应阀开启，使介质流入到储存容器内。
在上述两种方法中可能的是，其中一个或多个压缩机装置恒定地输送介质。因此不需昂贵地调节压缩机装置。
下面借助于一种优选的实施方式参照附图详细解释本发明。
附图为真空设备的简图。
具体实施例方式
真空设备具有多个彼此并联设置的低温泵10。它们经由一些分支的介质供应管道12彼此连接，使各单个低温泵彼此并联设置。所述低温泵10的出口经由一些管道汇集到一根介质回流管道14。在图示实施例中，介质供应管道12与两个压缩机装置16连接，通常为氦的压缩的冷冻介质通过所述压缩机装置产生并且按箭头方向向低温泵10导引。在低温泵10内膨胀的介质经由介质回流管道14经由管道18又回到压缩机装置16。在此过程中，介质可视需要在通过压缩机16后在一个未画出的清洁装置中进行清洁。
此外，冷冻装置还具有一个储存容器20。储存容器20经由连接管道22、24与介质供应管道12或介质回流管道14连接。
在图示实施例中，在连接管道22内设有一个可控制的阀26，而在连接管道24内设有一个喷嘴28。另外，在介质供应管道12内设置一个压力测量装置30。
图中用箭头表示介质在各单个管道内的流动方向。
此外还设有一个控制装置32，它经由虚线34、36与压力测量装置30或阀26连接。
在图示真空设备工作时，优选在低温泵启动之前，借助于压缩机16建立压力。然后，通过低温泵的启动冷冻一个或多个与冷冻装置经由低温泵10连接的冷冻室。为此目的，通常为氦的冷冻介质从压缩机装置16按箭头方向经由介质供应管道12泵送至低温泵10。介质在低温泵10内膨胀，再通过介质回流管道14和管道18回到压缩机装置16。
为使低温泵上的压力差可以几乎保持恒定，在介质供应管道12内的压力通过压力测量装置30监控。若在介质供应管道12内的压力超过一个预定的最大极限值，这种情况报告给控制装置32，或由其检测并经由管道36把相应信号发送给供应阀26。为此开启供应阀26，并且从压缩机装置16排出的介质的一部分流入到储存容器20内，这导致介质供应管道12内的压力降低。
若在储存容器和介质回流管道14之间的压力到达一个压力差，介质就会从喷嘴28流入到回流管道14内，直至低温泵10的出口。以此方式，在低温泵10上的压力差自动进行调节。
一旦介质供应管道12内的压力降到一个预定的最小极限值以下，阀26通过控制装置32再关闭。为无障碍地进行这种调节，阀26有一个明显比喷嘴28大的孔横截面。
在按照本发明的真空设备的第二实施例中，喷嘴28通过一个与控制装置32连接的回流阀代替。
权利要求
1.一种真空设备，包括多个冷冻装置(10)；一个经由一些介质供应管道(12)与冷冻装置(10)连接的压缩机装置(16)；一些与冷冻装置(10)和压缩机装置(16)连接的介质回流管道(14)；一个经由连接管道(22、24)与介质供应管道(12)和介质回流管道(14)连接的储存容器(20)；一个设置在位于介质供应管道(12)和储存容器(20)之间的连接管道(22)中的供应阀(26)；以及一个控制装置(32)，它与一个用于测量介质压力的压力测量装置(30)和供应阀(26)连接，用于根据测量的压力控制供应阀(26)，其特征为仅在介质供应管道(12)中或仅在介质回流管道(14)中设置一个压力测量装置(30)。
2.如权利要求1所述的真空设备，其特征为根据冷冻装置特性曲线确定极限值或极限范围，用于控制供应阀(26)。
3.如权利要求1或2所述的真空设备，其特征为一个与控制装置(32)连接的回流阀设置在位于介质回流管道(14)和储存容器(20)之间的连接管道(24)中。
4.如权利要求1或2所述的真空设备，其特征为一个具有优选小的孔的喷嘴(28)设置在位于介质回流管道(14)和储存容器(20)之间的连接管道(24)中。
5.一种用于控制如权利要求1至4之一所述的真空设备的方法，其特征为在超过一个由压力测量装置(30)测得的最大极限值时，供应阀(26)开启，使介质流入到储存容器(20)内；而在低于一个由压力测量装置(30)测得的最小极限值时，回流阀开启，使介质从储存容器(20)流入到介质回流管道(14)内。
6.一种用于控制如权利要求1至4之一所述的真空设备的方法，其特征为在超过一个由压力测量装置(30)测得的最大极限值时，供应阀(26)开启，使介质流入到储存容器(20)内；而在存在一个相应的压力差时，使介质通过喷嘴(28)流入到介质回流管道(14)内，直至因冷冻装置(10)上的压力差变化，介质供应管道(12)内的压力超过最大极限值为止。
7.如权利要求5或6所述的用于控制真空设备的方法，其特征为压缩机装置(16)连续地供应介质。
8.如权利要求5至7之一所述的用于控制真空设备的方法，其特征为介质从储存容器(20)只排到介质回流管道内。
全文摘要
本发明涉及一种真空设备，它具有多个冷冻泵(10)，尤其是多个并联设置的冷冻泵。另外设有至少一个压缩机装置(16)，它经由一些介质供应管道(12)与冷冻泵(10)连接。一个介质回流管道(14)同样与压缩机装置(16)和冷冻泵(10)连接。在介质供应管道(12)和介质回流管道(14)之间设置一个用于介质的储存容器(20)。另外在介质供应管道(12)中设置一个压力测量装置(30)。压力测量装置经由一个控制装置(32)与一个供应阀(26)连接。为了使在冷冻泵(10)上的压力差几乎保持恒定，在介质供应管道(12)中的压力超过一个极限值时，供应阀(26)开启，使得介质流入到储存容器(20)内。
文档编号B01D8/00GK1839285SQ200480023891
公开日2006年9月27日 申请日期2004年7月14日 优先权日2003年8月20日
发明者D·施勒, E·施奈克, H·迪茨 申请人:莱博尔德真空技术有限责任公司