本發(fā)明涉及對線性加速器或者更一般地對要被抽成真空的大空間環(huán)境特別有用的改進的吸氣劑泵送系統(tǒng)，其中，所述要被抽成真空的大空間環(huán)境比如是用于進行如濺射的薄膜沉積處理或真空處理、用于以干燥蝕刻、離子注入進行半導(dǎo)體制造、或者用于使大型檢測器保持真空的大型超高真空(uhv)/高真空(hv)機器。另一應(yīng)用是對在核能系統(tǒng)、特別是基于聚變的系統(tǒng)的特定室中的殘余氣體壓力例如h2及其同位素的控制。

背景技術(shù)：

一般而言，基于吸氣劑對大空間環(huán)境中的真空控制的解決方案分為兩種主要類型。

第一種類型的解決方案例如在ep0964741和ep0906635中進行了描述，并且第一種類型的解決方案在于對金屬室的基本上整個金屬表面進行薄膜涂敷。

而廣泛普及的第二種解決方案在于：使用沿著加速器的周邊分布的并且借助于適當?shù)拈_口連接至加速器的多個吸氣劑泵。很多參考文獻中都描述了這種解決方案，參見例如ieeetransactiononnuclearscience(核科學(xué)學(xué)報)1981年6月的第28卷第3期中ferrario(費拉里奧)等人的論文“distributedpumpingbynon-evaporablegettersinparticleaccelerators(通過粒子加速器中的非蒸散型吸氣劑進行分布式泵送)”。

吸氣劑泵是設(shè)想使用吸氣劑盒的獨立系統(tǒng)，并且吸氣劑泵可以作為獨立的系統(tǒng)使用，如在以本申請人的名義的美國專利號6149392中所描述的，該美國專利示出了具有有限的且較少的數(shù)目的吸氣劑盒的標準泵送系統(tǒng)。在該已知的系統(tǒng)中，吸氣劑盒容納在真空密封的封閉殼體中，而在本發(fā)明中，吸氣劑盒在沒有任何另外的保持殼/容納殼的情況下安裝在壁室上。

替代性地，吸氣劑泵可以與其他真空泵結(jié)合使用，參見例如均是以本申請人的名義的針對關(guān)于這些泵送系統(tǒng)的最新研究的示例ep2409034和wo2014/060879。

us5911560中已經(jīng)描述了另一替代性解決方案，該us5911560示出了獨立的吸氣劑泵在真空沉積室內(nèi)的使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過提供更高的總?cè)萘亢?或泵送速度來改善現(xiàn)有技術(shù)的吸氣劑泵送系統(tǒng)的性能，更具體地，根據(jù)本發(fā)明的泵送系統(tǒng)實現(xiàn)了針對h2高于10⁵l/s的泵送速度以及針對殘余氣體比如co、h2o高于10⁵毫巴升的容量。

在本發(fā)明的第一方面中，本發(fā)明包括一種吸氣劑泵送系統(tǒng)，該吸氣劑泵送系統(tǒng)包括：壁部；多個具有連接至所述壁部的線性支承件的吸氣劑盒；以及多個線性加熱器，其中，所述壁部具有至少0.5m²的表面面積，吸氣劑盒的密度在每平方米20個盒與每平方米2500個盒之間，并且線性加熱器的密度在每平方米20個加熱器與每平方米5000個加熱器之間。

吸氣劑盒和加熱器的數(shù)目方面的這種大范圍變化考慮到了吸氣劑盒實施方式的不同可能性，其中，每個盒均包括一個或更多個吸氣劑元件。這種變化與吸氣劑元件的幾何形狀(最常見的構(gòu)型是盤、方形和折起來的平坦帶)和吸氣劑盒的上部面積相關(guān)聯(lián)，吸氣劑盒的上部面積被定義為吸氣劑盒的最上部吸氣劑元件在垂直于吸氣劑盒線性支承件的平面上的投影，吸氣劑盒的上部面積通常在從1.5cm²至15cm²的范圍內(nèi)。

該變化還與不同的盒相對于彼此的間距有關(guān)。在優(yōu)選實施方式中，每平方米的吸氣劑盒的數(shù)目與以平方米表示的平均吸氣劑盒上部面積之積在0.04與0.7之間。優(yōu)選地，所有吸氣劑盒是相同的，即，所有吸氣劑盒中的每個盒具有相同數(shù)目的吸氣劑元件、相同的吸氣劑元件幾何形狀和相同的面積。由于實際產(chǎn)品的不可避免的變化和公差，因此，在對優(yōu)選的吸氣劑盒密度的以上考慮中，使用的是平均吸氣劑盒上部面積。

附圖說明

將借助于附圖進一步說明本發(fā)明，在附圖中：

·圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)的一部分的俯視圖；

·圖2示出了關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)的另一優(yōu)選實施方式的側(cè)視圖；以及

·圖3示出了關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)的替代性優(yōu)選實施方式。

具體實施方式

在先前的附圖中，所描繪的元件的尺寸和尺寸比可能未必是正確的，并且其在一些情況下已被改變以便提高圖的可讀性，此外，對于本發(fā)明的理解而言非必要的元件——比如電源及其連接電纜——未被示出。

重要的是要強調(diào)：在本發(fā)明的背景下，術(shù)語“吸氣劑盒”意指容納或保持至少1.5克的吸氣劑材料的任何長形元件。優(yōu)選地，每個盒的吸氣劑材料的量等于或小于500克。

就吸氣劑盒背景下的“長形元件”而言，我們考慮到將吸氣劑材料結(jié)合到線性支承件上，其中，吸氣劑材料距線性支承件的最大距離與線性支承件的長度之間的比率小于1.4。特別地，通常通過將間隔開的經(jīng)燒結(jié)的吸氣劑粉末盤附接至中央元件來獲得這種保持構(gòu)型，并且這種構(gòu)型例如在以上提到的以本申請人的名義的us6149392中被示出，該us6149392的教示通過參引并入本文中。

用于根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑盒的另一替代性構(gòu)型設(shè)想使用容納在包括金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的封閉件中的吸氣劑材料丸，該金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的目的在于保持丸和所釋放的顆粒(如果存在的話)。此外，可以對網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔隙度進行設(shè)計以結(jié)合諸如低溫泵或濺射離子泵之類的其他泵來調(diào)節(jié)所吸收氣體的量。以此方式，可以以適當?shù)姆绞娇刂扑查g峰值壓力。例如在us5154582中描述了這種吸氣劑盒結(jié)構(gòu)，然而，這種吸氣劑盒結(jié)構(gòu)的構(gòu)型較笨重。

因此，在吸氣劑盤的情況下，該盤的直徑設(shè)定為吸氣劑材料距線性支承件的最大距離，而在離散吸氣劑元件(吸氣劑丸)的情況下，所述距離由最外的元件確定。應(yīng)當注意的是，這兩種構(gòu)型是兩種最令人感興趣且最常見的構(gòu)型，尤其是設(shè)想使用安裝在中央支承件上的吸氣劑盤的這種構(gòu)型，但是用于吸氣劑盒的其他構(gòu)型也是可以的并且被本發(fā)明涵蓋。例如，書“capturepumpingtechnology(捕獲泵送技術(shù))”(1991)中的第228頁描述了另一類型的吸氣劑盒，在該吸氣劑盒中，吸氣劑材料被支承在平坦的基板上；該泵能夠在市場上購得并且由申請人以商品名sorb-ac出售。另外，在所述另一類型的吸氣劑盒的情況下，被涂敷的吸氣劑帶的最外邊緣決定了如上限定的關(guān)于線性吸氣劑盒的最大距離。

根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)設(shè)想設(shè)置加熱器以使吸氣劑盒重新激活。這些加熱器可以以兩種主要的形式結(jié)合到根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)中。在第一種形式中，加熱器是與吸氣劑盒分開且不同的線性元件，在第二種形式中，加熱器嵌置在吸氣劑盒自身中。

例如，在由堆疊的且間隔開的吸氣劑盤構(gòu)成的盒的情況下，加熱器可以是安裝所述吸氣劑盤的線性金屬支承件。

在被制造成具有高熱容的吸氣劑材料的吸氣劑盒中嵌置加熱器可能不足以在適當?shù)臅r間段內(nèi)實現(xiàn)激活條件和操作條件，尤其是對較大的或擴展的系統(tǒng)而言，更是如此，因此在這些情況下，設(shè)想還使用(位于吸氣劑盒)外部的且單獨的加熱器。

還可以設(shè)想下述兩種情形：混合情形，在所述混合情形下，吸氣劑盒中的一些吸氣劑盒具有用作用于所支承的吸氣劑元件以及用于附近的吸氣劑盒的加熱器的線性支承件，由此，并非所有的吸氣劑盒都由加熱器支承；或者除具有嵌置在盒中的加熱器以外還具有其他加熱器的情形。

還應(yīng)當指出的是，本發(fā)明不限于特定的吸氣劑材料，而是可以采用能夠借助于熱處理吸收氣體的任何適當?shù)牟牧?，并且這些適當?shù)牟牧暇淙朐诒景l(fā)明的范圍和目的內(nèi)對吸氣劑材料的定義。這些材料的知識和特性是本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠獲得的，并且可以從諸如ep0742370之類的各種來源容易地檢索到。特別有利的是包括至少30％的鈦、鋯、釔中的一者或更多者的吸氣劑金屬或合金。甚至更優(yōu)選的材料是如在以本申請人的名義的wo2013/175340中描述的鋯-鈦-釩合金或者如在也是以本申請人的名義的未公布的意大利專利申請?zhí)杕i2013a001921中描述的鋯-鈦-釩-鋁合金。

根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)提供了吸氣劑盒的數(shù)目與加熱器的數(shù)目之間的最佳比率，具體地，所述比率優(yōu)選地在0.66與4之間。

構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)的線性元件——所述線性元件自身是吸氣劑盒或線性加熱器——的優(yōu)選取向使得相鄰的線性元件所形成的平均角度優(yōu)選地等于或小于30°、優(yōu)選地等于或小于15°。

在優(yōu)選實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)的元件——所述元件自身是加熱器、吸氣劑盒或具有一體式加熱器的吸氣劑盒——能夠單獨地更換(即，單獨地連接至壁)。

優(yōu)選的連接借助于螺釘、接合腔(junctionpocket)、互鎖件來實現(xiàn)，但也可以采用諸如焊接和鉚接之類的不可單獨更換的連接。

在替代性的優(yōu)選實施方式中，吸氣劑泵送系統(tǒng)由多個平臺子組件構(gòu)成，所述多個平臺子組件各自包括2個與10個之間的線性盒以及1個與11個之間的線性加熱器。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)的一部分10的俯視圖，該吸氣劑泵送系統(tǒng)由n個如圖1中示出的部分那樣的部分構(gòu)成而形成“蜂窩”型結(jié)構(gòu)，該“蜂窩”型結(jié)構(gòu)是最受歡迎的結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)。在該優(yōu)選的構(gòu)型中，中央吸氣劑盒100被其他吸氣劑盒100’、100”、…100ⁿ和線性加熱器120、120’、120”、…120ⁿ包圍，上述這些均安裝在壁11上，其中，每個吸氣劑盒由安裝在中央線性元件110、110’、110”、…110ⁿ上的多個吸氣劑盤(俯視圖中僅頂部的吸氣劑盤可見)構(gòu)成。所述構(gòu)型設(shè)想由盤和分開的且不同的線性加熱器構(gòu)成的吸氣劑盒，但如先前提及的，這種構(gòu)型可以替代性地被制造成具有吸氣劑材料呈丸的形式的吸氣劑盒或者中央線性支承元件還用作加熱器的吸氣劑盒。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)20的側(cè)視圖，其中，多個吸氣劑盒210、210’、210”、…210ⁿ安裝在壁部段21上，并且其中，中央線性支承元件還用作加熱器。如可以從圖2觀察到的，壁部段21——吸氣劑盒(以及可選的額外的外部加熱器)安裝在該壁部段21上——可以是彎曲的，比如在粒子加速器的情況下就是如此。

圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)30的替代性實施方式的側(cè)視圖。在這種情況下，設(shè)置有線性豎向壁31，在該線性豎向壁31的左表面31’上承載有多個吸氣劑盒310、310’、…310ⁿ，并且在該線性豎向壁31的右表面31”上承載有多個吸氣劑盒320、320’、…320ⁿ，其中，中央線性支承元件還用作加熱器。

與圖1中示出的實施方式類似地，圖2和圖3中示出的這兩個實施方式可以包括：比如使用了吸氣劑丸這種類型的其他類型的吸氣劑盒；以及位于吸氣劑盒外部的線性加熱器。

另外，根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)可以與諸如低溫泵、鈦升華泵和濺射離子泵之類的標準真空泵或者吸氣劑泵——這些泵均連接至包括根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)的室/空間——結(jié)合地使用，或者根據(jù)本發(fā)明的吸氣劑泵送系統(tǒng)可以用作室/空間自身內(nèi)的輔助元件。

在本發(fā)明的第二方面中，本發(fā)明包括一種用于通過將多個具有線性支承件的吸氣劑盒和多個線性加熱器在具有至少10m²的內(nèi)部公稱表面的室中安裝到壁上而對該室進行抽真空的方法，其中，所述壁具有至少0.5m²的表面面積，吸氣劑盒的密度在每平方米20個盒與每平方米2500個盒之間，并且線性加熱器的密度在每平方米20個加熱器與每平方米5000個加熱器之間。