DE1195897B

DE1195897B - Cooling device for a separator in a high vacuum apparatus

Info

Publication number: DE1195897B
Application number: DES79795A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Wolfgang Stetter; Dr Rer Nat Wilhelm Stuermer
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1962-06-06
Filing date: 1962-06-06
Publication date: 1965-07-01

Description

Kühleinrichtung für ein Abscheidegefäß in einer Hochvakuumapparatur Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für ein Abscheidegefäß in einer Hochvakuumapparatur, bei welcher ein verflüssigtes Gas als Kühlmittel verwendet ist und der Verlust an verdampfender Kühlflüssigkeit ausgeglichen wird.Cooling device for a separation vessel in a high vacuum apparatus The invention relates to a cooling device for a separation vessel in one High vacuum apparatus in which a liquefied gas is used as a coolant and the loss of evaporating coolant is compensated.

Bekanntlich sind in Hochvakuumapparaturen, insbesondere unmittelbar vor der Pumpe, Abscheidegefäße, sogenannte Kühlfallen, angebracht, um die Verunreinigung der Apparatur mit den Pumpmitteln, etwa Quecksilber, zu verhindern. Zur Kühlung dieser Abscheidegefäße werden verflüssigte Gase, in der Regel flüssige Luft oder flüssiger Stickstoff, verwendet. Das verflüssigte Gas wird dabei in ein Dewargefäß eingefüllt und das Abscheidegefäß in die Flüssigkeit getaucht. Da die verflüssigten Gase bei Atmosphärendruck selbständig sieden und verdampfen, sinkt die Oberfläche der Kühlflüssigkeit und damit die Eintauchtiefe des Abscheidegefäßes laufend ab. Bei einfachen Apparaturen wird die verdampfte Kühlmittelmenge durch Nachgießen von Hand ersetzt. Bei anderen Apparaturen, insbesondere solchen, die eine Kühlung über längere Zeiträume aufrechterhalten sollen, werden automatische Nachfülleinrichtungen benutzt. Diese Einrichtungen haben als wesentliche Bestandteile einen temperaturgeschützten Vorratsbehälter für das verflüssigte Gas und eine mittels eines Thermostaten gesteuerte Einrichtung zur überleitung des Kühlmittels in das Kühlgefäß. Der Thermostat wird seinerseits durch einen Temperaturfühler gesteuert, der in das Kühlgefäß hineinreicht und dort die Oberfläche des Kühlmittels berührt bzw. in die Kühlflüssigkeit eintaucht. Bei einer Temperaturänderung, die eintritt, wenn der Temperaturfühler, etwa ein Thermoelement, Thermistor oder ein sonstiger auf Temperatur ansprechender Fühler, aus dem flüssigen Kühlmittel herauskommt, wird ein Schaltvorgang ausgelöst, welcher das überleiten der Kühlflüssigkeit bewirkt, so lange, bis der Temperaturfühler wieder in die Kühlflüssigkeit eintaucht und voll gekühlt wird. Bei derartigen Einrichtungen tritt, wie bei allen Thermostaten, eine gewisse Schaltverzögerung ein, die sowohl beim Einschalten der Flüssigkeitsnachfüllung als auch beim Wiederabstellen des Nachfüllvorganges wirksam wird. Dadurch wird aber eine Schwankung der Eintauchtiefe des Abscheidegefäßes erhalten.It is known that in high vacuum apparatus, especially directly in front of the pump, separation vessels, so-called cold traps, are attached to remove the contamination the apparatus with the pumping means, such as mercury. For cooling These separation vessels are liquefied gases, usually liquid air or liquid nitrogen, is used. The liquefied gas is put into a dewar flask filled in and the separation vessel immersed in the liquid. Since the liquefied Gases boil and evaporate independently at atmospheric pressure, the surface sinks the cooling liquid and thus the immersion depth of the separation vessel continuously. In the case of simple apparatus, the evaporated amount of coolant is replenished with Hand replaced. With other apparatus, especially those that require cooling Automatic refills are used to maintain longer periods of time used. The essential components of these facilities are temperature-protected Storage tank for the liquefied gas and one controlled by a thermostat Device for transferring the coolant into the cooling vessel. The thermostat will in turn controlled by a temperature sensor that extends into the cooling vessel and there touches the surface of the coolant or dips into the coolant. With a temperature change that occurs when the temperature sensor, for example a Thermocouple, thermistor or any other temperature-sensitive sensor, comes out of the liquid coolant, a switching process is triggered, which the transfer of the coolant causes so long, until the temperature sensor again immersed in the coolant and is fully cooled. With such facilities As with all thermostats, there is a certain switching delay, both when switching on the liquid refill and when the refilling process is switched off again takes effect. However, this results in a fluctuation in the immersion depth of the separation vessel obtain.

Bei Versuchen, die zur vorliegenden Erfindung führten, hat sich herausgestellt, daß mit dieser Schwankung der Eintauchtiefe auch eine Schwankung der Güte des Vakuums in der Apparatur einhergeht. Dies ist dadurch erklärbar, daß beim Absinken des Kühlmittelspiegels Teile des Abscheidegefäßes nicht mehr gekühlt werden, an denen bereits Teilchen abgeschieden sind, und daß diese Teilchen wieder verdampfen. Wenn auch die Teilchen an den noch gekühlten Stellen des Abscheidegefäßes wieder niedergeschlagen werden, so bewirkt diese Verdampfung der bereits früher abgeschiedenen Teilchen doch eine Erhöhung des Druckes in der Apparatur, weil diese Teilchen wieder als Gas in Erscheinung treten. Derartige Druckschwankungen sind aber unerwünscht, weil dadurch der Verbesserung des Endvakuums eine Grenze gesetzt wird und weil vor allem bei gleichzeitig durchgeführten Ausheizungsprozessen unter zeitweilig schlechtem Vakuum Oxydationen auftreten, die nicht mehr rückgängig gemacht werden können. Die Vakuumschwankungen betragen oft bis zu zwei Zehnerpotenzen.In experiments that led to the present invention, it has been found that with this fluctuation in the depth of immersion there is also a fluctuation in the quality of the vacuum goes along in the apparatus. This can be explained by the fact that when the coolant level drops Parts of the separation vessel are no longer cooled if there are already particles are deposited, and that these particles evaporate again. Even if the particles are precipitated again at the still cooled points of the separation vessel, so this evaporation of the particles that have already separated out causes one Increase in the pressure in the apparatus because these particles reappear as gas step. Such pressure fluctuations are undesirable because they improve the ultimate vacuum is set a limit and because especially when carried out at the same time Bakeout processes under temporarily poor vacuum Oxidations occur can no longer be undone. The vacuum fluctuations are often up to two powers of ten.

Erfindungsgemäß wird bei einer Kühleinrichtung für ein Abscheidegefäß in einer Hochvakuumapparatur, bei welcher ein verflüssigtes Gas als Kühlmittel verwendet ist und der Verlust an verdampfender Kühlflüssigkeit ausgeglichen wird, dadurch eine Steigerung der Druckkonstanz in der Apparatur erzielt, daß eine Schwankung der Eintauchtiefe des Abscheidegefäßes vermieden ist, indem die freie Oberfläche der Kühlflüssigkeit fortlaufend mit einer Geschwindigkeit angehoben wird, die mindestens derjenigen entspricht, mit der diese Oberfläche durch Verdampfung des Kühlmittels absinkt. Durch diese laufende Anhebung der Kühlmitteloberfläche wird die Eintauchtiefe des Abscheidegefäßes mindestens aufrechterhalten. Dabei wird eine Wiederverdampfung von einmal abgeschiedenen Teilchen vermieden. Auch dann, wenn die Anhebegeschwindigkeit die Absinkgeschwindigkeit übersteigt, ist die Wiederverdampfung unmöglich, weil Stellen, an denen Teilchen abgeschieden sind, sich nicht wieder erwärmen können. Es werden vielmehr fortlaufend neue Teile des Abscheidegefäßes gekühlt. Da es also nach der Erfindung nicht möglich ist, daß einmal abgeschiedene Teilchen wieder verdampfen und zur Verschlechterung des Vakuums Anlaß geben, wird somit bei erfindungsgemäßer Ausgestaltung der Kühleinrichtung eine Verbesserung des Vakuums erzielt.According to the invention, in a cooling device for a separation vessel in a high vacuum apparatus in which a liquefied gas is used as a coolant and the loss of evaporating coolant is compensated for, thereby an increase in the constant pressure in the apparatus results in a fluctuation the immersion depth of the separation vessel is avoided by removing the free surface the coolant is continuously raised at a rate that is at least corresponds to that with which this surface is due to evaporation of the coolant sinks. This continuous increase in the surface of the coolant increases the immersion depth of the separation vessel at least maintained. There is a re-evaporation of particles once deposited are avoided. Even if the lifting speed exceeds the descent rate, re-evaporation is impossible because Places where particles are separated, not again can heat up. Rather, there are continuously new parts of the separation vessel chilled. Since it is not possible according to the invention that once deposited Particles will evaporate again and cause the vacuum to deteriorate thus an improvement in the design of the cooling device according to the invention of the vacuum achieved.

Obwohl durch die Anhebung der Oberfläche in dem Maß, in dem das Kühlmittel verdampft, die Eintauchtiefe exakt aufrechterhalten werden kann, dürfte es für die technische Realisierung einfacher sein, die Anhebegeschwindigkeit höher zu setzen als die durch Verdampfung bedingte Absinkgeschwindigkeit. Dies insbesondere deshalb, weil es sehr schwierig sein dürfte, die beiden Geschwindigkeiten jeweils in Gleichklang zu halten, insbesondere dann, wenn Schwankungen der Raumtemperatur zu gewärtigen sind.Although by raising the surface to the extent that the coolant evaporated, the immersion depth can be exactly maintained, it should be for the technical realization would be easier to set the lifting speed higher than the rate of descent due to evaporation. This is especially because because it would be very difficult to keep the two speeds in harmony to keep, especially if fluctuations in room temperature have to be expected are.

Die Anhebung der freien Oberfläche des Kühlmittels kann erfolgen durch fortlaufendes Auffüllen des Kühlgefäßes mit neuem Kühlmittel. Dies dürfte eine, insbesondere über längere Zeiträume ausdehnbare, vorteilhafte Lösung sein. Es ist aber auch möglich, in einfacher Weise durch kontinuierliches Einbringen eines Verdrängungskörpers in die Kühlflüssigkeit, in welcher sich zugleich das Abscheidegefäß befindet, die Oberfläche des Kühlmittels anzuheben. Dabei ist allerdings die Wirkungsdauer der Kühleinrichtung wegen der begrenzten Menge der Kühlflüssigkeit begrenzt. Eine ähnliche Art der Anhebung der Kühlmitteloberfläche kann etwa durch Anheben des gesamten Kühlgefäßes erfolgen. Die Anhebung der Oberfläche des Kühlmittels ist dabei jeweils messend oder an Hand von Erfahrungswerten der Verdampfungsgeschwindigkeit anzupassen.The free surface of the coolant can be raised by Continuous filling of the cooling vessel with new coolant. This should be a in particular be expandable, advantageous solution over longer periods of time. It is but also possible, in a simple manner, by continuously introducing a displacement body into the cooling liquid, in which the separation vessel is located at the same time, the To raise the surface of the coolant. However, the duration of action is the Cooling device limited because of the limited amount of cooling liquid. A similar The type of elevation of the coolant surface can be, for example, by raising the entire cooling vessel take place. The increase in the surface of the coolant is measured in each case or to adjust the evaporation rate on the basis of empirical values.

Die messende, automatische Anpassung wird am einfachsten dadurch erreicht, daß eine an sich bekannte Nachfülleinrichtung für verflüssigte Gase benutzt wird. Der in solchen Einrichtungen vorhandene Temperaturfühler wird etwa über eine Seilwinde, die mit einem Motor verbunden ist, kontinuierlich aus dem Kühlgefäß herausgezogen. Dabei ist lediglich zu beachten, daß einerseits die Anhebegeschwindigkeit des Temperaturfühlers hinreichend groß sein muß, so daß die Absinkgeschwindigkeit der Kühlmitteloberfiäche mindestens erreicht wird und andererseits die Größe des Kühlgefäßes so gewählt ist, daß es erst nach Ablauf der Gesamtkühldauer gefüllt ist. Bei Benutzung von flüssiger Luft und einem Kühlgefäß von 21 Inhalt, in welches eine Kühlfalle von 1 1 Verdrängung eintaucht, ergibt sich z. B. bei 20° C Raumtemperatur eine Herausziehgeschwindigkeit für den Temperaturfühler von '/x em/Std., wenn sich der Pumpvorgang etwa über 48 Stunden erstrecken soll.The measuring, automatic adjustment is most easily achieved by that a known refilling device for liquefied gases is used. The temperature sensor present in such facilities is for example via a cable winch, which is connected to a motor, continuously pulled out of the cooling vessel. It is only to be noted that on the one hand the lifting speed of the temperature sensor must be sufficiently large so that the rate of descent of the coolant surface is at least achieved and, on the other hand, the size of the cooling vessel is selected so that that it is only filled after the total cooling time has elapsed. When using liquid Air and a cooling vessel of 21 content, in which a cold trap of 1 1 displacement immersed, results z. B. a withdrawal rate at 20 ° C room temperature for the temperature sensor of '/ x em / hour, if the pumping process is about 48 Should extend for hours.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand der in den F i g. 1 bis 4 dargestellten Beispielen beschrieben. In den Figuren sind dargestellt: In F i g. 1 eine auch über längere Zeiträume brauchbare, mit einem Nachfüllgefäß verbundene Kühleinrichtung nach der Erfindung, in F i g. 2 eine bezüglich des benutzten Temperaturfühlers und der Kühlmittelnachfüllung geänderte Einrichtung; in F i g. 3 und 4 sind zwei einfache Ausführungen der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt. Die Kühlfalle 1 ist mit ihren beiden Anschlußrohren 2 und 3 mit der nicht dargestellten Hochvakuumapparatur und der Pumpe verbunden. Der äußere Mantel 4 der Falle 1 taucht in die flüssige Luft 5 ein, welche sich in dem Dewargefäß 6 befindet. Die Oberfläche 7 der flüssigen Luft 5 wird von dem Thermoelement 8, welches als Temperaturfühler dient, berührt. Das Thermoelement 8 wird von den Leitungen 9 und 10 getragen und ist über die flexiblen Leitungen 11 und 12 elektrisch mit dem Thermoschalter 13 verbunden. Beim Eintreten einer einstellbaren Temperaturänderung setzt der Thermoschalter 13 den Motor 14 in Betrieb, der dann über das Getriebe 15 die Seilwinde 16 betätigt in der Weise, daß der an dem Seil 17 hängende Verdrängungskörper 18 in das Vorratsdewargefäß 19 hineinsinkt, die dort befindliche flüssige Luft 20 verdrängt und durch das wärmeisolierte Rohr 21 zum überlaufen in das Kühlgefäß 6 bringt. Um einen Verlust an Kühlmittel weitestgehend einzuschränken, ist das Vorratsdewargefäß 19 mit einem Isolierdeckel 22 versehen. Die Größe des Vorratsdewargefäßes 19 und die Hebegeschwindigkeit des Temperaturfühlers (Thermoelement 8) richten sich nach der gewünschten Gesamtpumpzeit.Further details of the invention are given below with reference to the FIGS. 1 to 4 illustrated examples. The figures show: In FIG. 1 shows a cooling device according to the invention which can also be used over longer periods of time and is connected to a refill vessel, in FIG. 2 shows a device modified with regard to the temperature sensor used and the coolant replenishment; in Fig. 3 and 4 show two simple embodiments of the solution according to the invention. The cold trap 1 is connected with its two connecting pipes 2 and 3 to the high vacuum apparatus (not shown) and the pump. The outer jacket 4 of the trap 1 is immersed in the liquid air 5 which is located in the dewar vessel 6. The surface 7 of the liquid air 5 is touched by the thermocouple 8, which serves as a temperature sensor. The thermocouple 8 is carried by the lines 9 and 10 and is electrically connected to the thermal switch 13 via the flexible lines 11 and 12. When an adjustable temperature change occurs, the thermal switch 13 activates the motor 14 , which then actuates the cable winch 16 via the gear 15 in such a way that the displacement body 18 hanging on the cable 17 sinks into the storage Dewar 19, the liquid air 20 located there displaced and caused to overflow into the cooling vessel 6 through the thermally insulated pipe 21. In order to limit the loss of coolant as much as possible, the storage Dewar vessel 19 is provided with an insulating cover 22. The size of the storage Dewar vessel 19 and the lifting speed of the temperature sensor (thermocouple 8) depend on the desired total pumping time.

Zur laufenden Hebung der Oberfläche 7 der flüssigen Luft 5 in dem Kühlgefäß 6 wird das nermoelement 8 über die Seilwinde 23, welche von dem Motor 24 getrieben wird, kontinuierlich aus dem Kühlgefäß 6 herausgezogen. Dadurch wird in dem Thermoschalter 13 jeweils ein Signal erzeugt, das den Motor 14 und damit die Seilwinde 16 in Bewegung setzt, so daß laufend flüssige Luft 20 aus dem Vorratsbehälter 19 in das Kühlgefäß 6 geleitet wird. Etwa auftretende Temperaturschwankungen, die sich in einem beschleunigten Verdampfen der flüssigen Luft 5 im Kühlgefäß 6 äußern, werden bei dieser Anordnung zusätzlich ausgeglichen, weil auch diese Änderungen am Thermoelement 8 über den Thermoschalter 13 zu einer Verschiebung des Verdrängungskörpers 18 und damit einer automatischen Nachfüllung von flüssiger Luft in das Kühlgefäß 6 führen.In order to continuously raise the surface 7 of the liquid air 5 in the cooling vessel 6, the nermoelement 8 is continuously pulled out of the cooling vessel 6 via the cable winch 23, which is driven by the motor 24. As a result, a signal is generated in the thermal switch 13, which sets the motor 14 and thus the cable winch 16 in motion, so that liquid air 20 is continuously conducted from the storage container 19 into the cooling vessel 6 . Any temperature fluctuations that occur, which are expressed in accelerated evaporation of the liquid air 5 in the cooling vessel 6, are also compensated for in this arrangement, because these changes to the thermocouple 8 via the thermal switch 13 result in a displacement of the displacement body 18 and thus an automatic refilling of liquid Feed air into the cooling vessel 6.

Die in der F i g. 2 dargestellte Einrichtung entspricht im wesentlichen derjenigen nach F i g. 1. Es ist lediglich eine andersartige, an sich bekannte Nachfülleinrichtung benutzt. Auch hier befindet sich das Abscheidegefäß 25 mit den beiden Anschlüssen 26 und 27, welche die Verbindung zu der nicht dargestellten Vakuumapparatur und Pumpe bilden, in der im Kühlgefäß 28 untergebrachten Kühlflüssigkeit 29, welche flüssiger Stickstoff ist. Die Oberfläche 30 des Kühlmittels 29 wird von dem Temperaturfühler 31 berührt. Der Temperaturfühler selbst ist über ein Rohr 32 mit dem Schaltelement 33 verbunden. Das Schaltelement 33 ist weiterhin über einen flexiblen Schlauch 34 mit dem Vorratsgefäß 35, in welchem ebenfalls flüssiger Stickstoff 36 enthalten ist, verbunden. Der Rauminhalt des Vorratsgefäßes 35 kann der zu erwartenden Pumpzeit, also dem Kühlrnittelverbrauch, angepaßt sein. Andererseits kann aber auch Kühlmittel in das Vorratsgefäß nachgefüllt werden. Wie bei der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung erfolgt auch hier die laufende Nachfüllung des Kühlmittels in das Kühlgefäß 28 durch kontinuierliches Herausziehen des Temperaturfühlers 31 mittels der über den Motor 37 angetriebenen Seilwinde 38. Der Zulauf des Kühlmittels aus dem Vorratsbehälter 35 ist hierbei durch das druckempfindliche Schaltelement 33 gesteuert. Das druckempfindliche Schaltelement 33 wirkt dabei in bekannter Weise mit dem Temperaturfühler 31 zusammen. Der Temperaturfühler 31 ist ein kleiner, dicht geschlossener Metallbehälter, der über das Rohr 32 mit einer Ausdehnungskapsel 33 a in dem Schaltelement 33 verbunden ist. Sowohl die Kapsel 33 a als auch der Temperaturfühler 31 sowie das Röhrchen 32 sind mit Sauerstoff von 2 Atmosphären Überdruck gefüllt. Die Ausdehnungskapsel 33 a bedient ein Ventil 33 b, welches die Leitung 34 verschließen kann. Die Regelung des Kühlmittelzuflusses in das Kühlgefäß 28 erfolgt dabei in der Weise, daß beim Eintauchen des Temperaturfühlers 31 in das Kühlmittel 29 der unter Überdruck stehende Sauerstoff kondensiert wird, so daß die Ausdehnungskapsel 33 a das Ventil 33 b, welches die Leitung 34 ansonsten verschließt, öffnet, so daß das verdampfte Kühlmittel aus dem Behälter 35 durch die mit 39 angedeutete Öffnung abziehen kann. Wenn aber der Temperaturfühler 31 aus der Kühlflüssigkeit 29 herausgezogen wird, verdampft der kondensierte Sauerstoff in dem Temperaturfühler 31, und es entsteht ein Druck, der über die Ausdehnungskapsel 33a das Ventil 33b und damit die Leitung 34 schließt. Dann entsteht im Behälter 35 ein Überdruck durch das verdampfende Kühlmittel, welcher das Kühlmittel 36 durch das Rohr 40 preßt, welches dann über die wärmeisolierte Außenleitung 41 dem Kühlgefäß 28 zufließt, so lange, bis der Temperaturfühler 31 wieder in die Kühlflüssigkeit eintaucht und das die Leitung 34 verschließende Ventil 33 b geöffnet wird.The in the F i g. The device shown in FIG. 2 corresponds essentially to that according to FIG. 1. It is only used a different type of refilling device known per se. Here, too, there is the separation vessel 25 with the two connections 26 and 27, which form the connection to the vacuum apparatus and pump, not shown, in the cooling liquid 29 which is accommodated in the cooling vessel 28 and which is liquid nitrogen. The surface 30 of the coolant 29 is contacted by the temperature sensor 31. The temperature sensor itself is connected to the switching element 33 via a pipe 32. The switching element 33 is also connected via a flexible hose 34 to the storage vessel 35, which also contains liquid nitrogen 36. The volume of the storage vessel 35 can be adapted to the expected pumping time, that is to say the cooling agent consumption. On the other hand, however, coolant can also be refilled into the storage vessel. As in the case of FIG. 1, the ongoing refilling of the coolant into the cooling vessel 28 takes place here as well by continuously pulling out the temperature sensor 31 by means of the cable winch 38 driven by the motor 37. The pressure-sensitive switching element 33 interacts with the temperature sensor 31 in a known manner. The temperature sensor 31 is a small, tightly closed metal container which is connected via the tube 32 to an expansion capsule 33 a in the switching element 33. Both the capsule 33 a and the temperature sensor 31 and the tube 32 are filled with oxygen at 2 atmospheres overpressure. The expansion capsule 33 a operates a valve 33 b, which can close the line 34. The control of the coolant inflow into the cooling vessel 28 takes place in such a way that when the temperature sensor 31 is immersed in the coolant 29, the excess pressure oxygen is condensed, so that the expansion capsule 33 a, the valve 33 b, which otherwise closes the line 34, opens so that the evaporated coolant can be withdrawn from the container 35 through the opening indicated by 39. If, however, the temperature sensor 31 is pulled out of the cooling liquid 29, the condensed oxygen evaporates in the temperature sensor 31, and a pressure arises which closes the valve 33 b and thus the line 34 via the expansion capsule 33 a. An overpressure then arises in the container 35 due to the evaporating coolant, which presses the coolant 36 through the pipe 40, which then flows to the cooling vessel 28 via the heat-insulated external line 41 , until the temperature sensor 31 is again immersed in the cooling liquid and the line 34 closing valve 33 b is opened.

Die in den F i g. 3 und 4 dargestellten vereinfachten Ausführungen der Erfindung sind für Einrichtungen brauchbar, bei denen über relativ kurze Zeit (erfahrungsgemäß 3 bis 15 Stunden bei üblichen Abmessungen) ein gutes Vakuum in einer Hochvakuumappartur aufrechterhalten werden muß, weil bei diesen Anordnungen keine Nachfüllung des Kühlmittels vorgesehen ist. In der F i g. 3 ist die Kühlfalle 42, welche wiederum Anschlüsse 43 und 44 zur nicht dargestellten Hochvakuumapparatur und Pumpe besitzt, in das flüssige Kühlmittel 45, welches in dem Kühlgefäß 46 sich befindet, zu einem kleinen Teil eingetaucht. Der Kühlmittelbehälter 46 befindet sich seinerseits auf einem Tischchen 47, welches über das Zahnrad 48 und die Zahnstange 49 des Getriebes 50, das vom Motor 51 getrieben wird, in gewünschter Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 52 nach oben bewegt werden kann. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Aufwärtsbewegung des Tischchens 47 ablaufen muß, um die Erfindung zu realisieren, hängt dabei im wesentlichen von der Raumtemperatur und der Größe des Kühlgefäßes 46 ab und kann auf Grund von Erfahrungswerten eingestellt werden.The in the F i g. 3 and 4 shown simplified embodiments of the invention are useful for facilities in which a good vacuum must be maintained in a high vacuum apparatus over a relatively short period of time (experience shows 3 to 15 hours with normal dimensions), because in these arrangements no refilling of the coolant is provided. In FIG. 3, the cold trap 42, which in turn has connections 43 and 44 to the high vacuum apparatus and pump (not shown), is immersed to a small extent in the liquid coolant 45 which is located in the cooling vessel 46. The coolant container 46 is in turn located on a table 47 which can be moved upwards at the desired speed in the direction of arrow 52 via the gear 48 and the rack 49 of the gear 50, which is driven by the motor 51. The speed at which the upward movement of the table 47 must take place in order to implement the invention depends essentially on the room temperature and the size of the cooling vessel 46 and can be set on the basis of empirical values.

Ähnlich wirkt auch die in F i g. 4 dargestellte Anordnung. Auch hier ist die Kühlfalle 53 in das Kühlmittel 54 eingetaucht. Das Kühlmittel 54, welches seinerseits in dem Kühlgefäß 55 untergebracht ist, reicht etwa bis zur halben Höhe der Kühlfalle 53. Die Oberfläche 56 des Kühlmittels 54 wird entsprechend der Erfindung angehoben, indem der Verdrängungskörper 57 in das Kühlgefäß 55 entsprechend dem Pfeil 58 eingesenkt wird. Die Geschwindigkeit, mit der der Verdrängungskörper 57 eingesenkt wird, ist einstellbar durch die Drehzahl des Motors 59, welcher die Seilwinde 60 in Bewegung setzt. Auch diese Anordnung ist wegen der begrenzten Kühlmittelmenge nicht über längere Zeit brauchbar.The one in FIG. 4 shown arrangement. Here, too, the cold trap 53 is immersed in the coolant 54. The cooling means 54, which in turn is accommodated in the cooling vessel 55, extends approximately up to half the height of the cold trap 53. The surface 56 of the coolant 54 is raised according to the invention by the displacement body 57 corresponding to the cooling vessel 55 the arrow is sunk 58th The speed at which the displacement body 57 is lowered can be adjusted by the speed of the motor 59, which sets the cable winch 60 in motion. This arrangement, too, cannot be used for a long time because of the limited amount of coolant.

Claims

Claims: 1. Cooling device for a separation vessel in one High vacuum apparatus in which a liquefied gas is used as a coolant is and the loss of evaporating coolant is compensated, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the free surface of the cooling liquid is continuously increased at a rate at least that of that with which this surface sinks due to evaporation of the coolant.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the raising of the Surface of the coolant by continuously filling up with additional coolant he follows.

3. Cooling device according to claim 2, characterized in that the refill of the coolant is controlled by a temperature sensor, which by means of a motor is continuously withdrawn from the cooling vessel in the course of the pumping period.

4. Cooling device according to claim 1, characterized in that the raising of the Surface of the cooling liquid by continuously lifting the entire cooling vessel he follows.

5. Cooling device according to claim 1, characterized in that the surface of the cooling liquid is raised by lowering a displacement body into the cooling vessel. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1071890.