本發(fā)明涉及擴(kuò)散泵。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的擴(kuò)散泵包括其中布置有加熱單元的沸騰室。利用該加熱元件，推進(jìn)劑被蒸發(fā)。傳統(tǒng)的擴(kuò)散泵包括緊鄰著沸騰室的外罩。在該外罩中布置有排氣口，推進(jìn)劑蒸汽從沸騰室上升到排氣口，由排氣口轉(zhuǎn)向以形成傘形蒸汽流并且攜帶有擴(kuò)散的氣體分子。隨后，推進(jìn)劑蒸汽再次由冷凝器再次冷凝。冷凝的推進(jìn)劑行進(jìn)回到沸騰室。攜帶的氣體由連接到前級(jí)真空支路的真空泵來泵出。在該處理的幫助下，氣體從真空室移除，使得在真空室內(nèi)產(chǎn)生真空。

在擴(kuò)散泵中應(yīng)用的擴(kuò)散處理需要高的能耗。首先，推進(jìn)劑必須被設(shè)置到高的溫度以用于沸騰和/或蒸發(fā)的目的。這通常是在電熱能的幫助下來實(shí)現(xiàn)的。然而，推進(jìn)劑蒸汽必須要被再次冷凝。為此，引入的熱必須要被再次散逸。散逸熱是從整體過程離開的損耗能。

進(jìn)一步，已知擴(kuò)散泵的擴(kuò)散過程是以非調(diào)節(jié)的方式來執(zhí)行的，即，加熱元件將推進(jìn)劑加熱到預(yù)設(shè)的(溫度)值。之后，該預(yù)設(shè)的溫度被保持恒定。進(jìn)一步，預(yù)設(shè)的溫度并不需要滿足任意更高的要求，除非必須要確保推進(jìn)劑蒸發(fā)并且推進(jìn)劑并不被熱分解。進(jìn)一步，已知的擴(kuò)散泵是以非調(diào)節(jié)的方式來冷卻的，使得選擇最大的冷卻。在非調(diào)節(jié)的加熱元件的情形下，不需要的熱必須經(jīng)由增加的冷卻來散逸。

因此已知的擴(kuò)散泵是能量低效的并且其特征在于非必要的高能耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種減小能耗的擴(kuò)散泵。

上述目的利用根據(jù)權(quán)利要求1的擴(kuò)散泵以及根據(jù)權(quán)利要求17和18的方法來實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)散泵(尤其是高能效擴(kuò)散泵)包括外罩。該外罩連接到沸騰室，其中在沸騰室的區(qū)域中布置有加熱元件。在沸騰室中加熱元件的幫助下，推進(jìn)劑被蒸發(fā)。在外罩中布置有排氣口，該排氣口連接到沸騰室。來自沸騰室的推進(jìn)劑蒸汽因此流到排氣口并且通過排氣口逸出。在該外罩的內(nèi)表面處，在排氣口的區(qū)域中布置有冷凝器。進(jìn)一步，用于對(duì)冷凝器進(jìn)行冷卻的冷卻系統(tǒng)布置在冷凝器的區(qū)域中。從排氣口逸出的推進(jìn)劑蒸氣流到冷凝器并且在該排氣口處冷凝。冷凝的推進(jìn)劑再次行進(jìn)回到擴(kuò)散泵的沸騰室中。具體地，外罩已經(jīng)連接到真空室，該真空室由擴(kuò)散泵來排空。

根據(jù)本發(fā)明，沸騰室與外罩熱隔離，并且特別地通過隔離器與冷凝器隔離。隔離器阻止由沸騰室中的加熱元件所產(chǎn)生的熱被傳輸?shù)嚼淠鳎驗(yàn)榉序v室中的溫度要顯著地高于冷凝器的溫度。如果不提供隔離器，將從沸騰室傳輸?shù)嚼淠鞯臒釋⒉坏貌唤?jīng)由冷凝器的冷卻系統(tǒng)來散逸，以確保冷凝器的恒定溫度。因此，對(duì)冷凝器的冷卻系統(tǒng)提出了更大的要求。同時(shí)，散逸的熱導(dǎo)致?lián)p耗的能量，因?yàn)樯⒁莸臒釋⒉豢稍儆糜诩訜嵬七M(jìn)劑。因此，隔離器尤其特征在于低的熱傳導(dǎo)性，使得熱并不能從沸騰室傳輸?shù)嚼淠鳌Ｒ虼?，加熱元件的能耗和?duì)冷凝器的冷卻系統(tǒng)的需求二者都被減小。

替代地或附加地，根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)散泵的冷凝器的冷卻系統(tǒng)至少部分地被設(shè)計(jì)為水冷卻系統(tǒng)。這里，在冷凝器處發(fā)生的冷凝熱經(jīng)由水冷卻系統(tǒng)來散逸。

替代地或附加地，根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)散泵的冷凝器的冷卻系統(tǒng)經(jīng)由熱泵連接到加熱元件。因此，由于推進(jìn)劑蒸汽的冷凝，在冷凝器處產(chǎn)生的熱被傳遞至加熱元件，使得傳遞的熱可以用于對(duì)推進(jìn)劑進(jìn)行蒸發(fā)。熱泵允許熱能(其必須通過冷凝器從過程離開)通過加熱元件而被饋入進(jìn)泵浦過程。因此，該過程的散逸損耗被顯著地減小，使得加熱元件所需的能量以及對(duì)冷凝器的冷卻系統(tǒng)的需求可以被減小。特別地，當(dāng)冷凝器的冷卻系統(tǒng)是水冷卻系統(tǒng)時(shí)，通過提供熱泵可以減小用于對(duì)冷凝器進(jìn)行冷卻所需的水量。

替代地或附加地，根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)散泵包括測(cè)量冷凝器溫度的溫度測(cè)量裝置，其中溫度測(cè)量裝置連接到冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器，以用于對(duì)冷凝器的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，可以針對(duì)要求對(duì)冷凝器的冷卻進(jìn)行單獨(dú)地調(diào)整。這里，不再需要將冷凝器的溫度減小到可能的最低溫度。由于冷凝器的冷卻系統(tǒng)的調(diào)節(jié)以及對(duì)于所需冷凝器溫度的相關(guān)調(diào)整，能量(特別是用于對(duì)冷凝器進(jìn)行冷卻的能量)可以被進(jìn)一步減小。當(dāng)冷凝器的冷卻系統(tǒng)是水冷卻系統(tǒng)時(shí)，通過提供溫度測(cè)量裝置和連接到溫度測(cè)量裝置的冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器，可以減小冷卻水的所需量。

替代地或附加地，根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)散泵包括加熱元件調(diào)節(jié)器，其連接到加熱元件。加熱元件調(diào)節(jié)器能夠?qū)⒓訜嵩哪芰φ{(diào)整到占主導(dǎo)的泵浦情形?？梢灶A(yù)想三種泵浦情形。在第一泵浦情形中，不需要或僅需要少量的擴(kuò)散泵的泵浦。該泵浦情形特別發(fā)生在兩個(gè)泵浦過程之間。第二泵浦情形是泵出過程，其中從具體由前級(jí)真空泵所產(chǎn)生的前級(jí)真空進(jìn)行，將達(dá)到真空室中的工作壓力。工作壓力將被理解為由擴(kuò)散泵在真空室中產(chǎn)生的壓力。第二泵浦情形具體特征在于大的質(zhì)量流(“mass flow”)。在第三泵浦情形中，擴(kuò)散泵維持真空室中的工作壓力。進(jìn)一步，擴(kuò)散泵的泵浦是必需的，但質(zhì)量流顯著小于泵出過程期間。取決于占主導(dǎo)的泵浦情形，通過加熱元件調(diào)節(jié)器來調(diào)整加熱元件的熱輸出，使得獲得熱輸出的最優(yōu)使用，并且沒有過量的熱被引入進(jìn)擴(kuò)散泵，而熱(通過巨大努力)將不得不通過冷凝器的冷卻系統(tǒng)來散逸。

上述獨(dú)立的多個(gè)措施的各個(gè)或其組合有助于實(shí)現(xiàn)高能效的擴(kuò)散泵，而通過該擴(kuò)散泵的幫助，可以顯著地減小能耗。

特別地，擴(kuò)散泵被配置用于產(chǎn)生10^-3毫巴的真空壓力，優(yōu)選地為10^-6毫巴，并且最為優(yōu)選地為10^-9毫巴。

特別地，用于熱隔離沸騰室與冷凝器的隔離器包括PEEK、PTFE、另一塑料或陶瓷材料。這些材料特別地特征在于低的熱傳導(dǎo)性，其中確保這些材料的高熱穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，沸騰室特別地完全熱隔離于加熱元件的區(qū)域中的周邊環(huán)境。由此減小由于從沸騰室的外表面到周邊環(huán)境的散逸而造成的熱損耗。特別地，由加熱元件所產(chǎn)生的熱被保持在沸騰室內(nèi)，使得進(jìn)一步減小熱輸出并且因此熱泵浦介質(zhì)所需的能量。

特別地，擴(kuò)散泵包括從排氣口徑向間隔開的蒸汽屏障，其中蒸汽屏障包括獨(dú)立于冷凝器的冷卻系統(tǒng)的蒸汽屏障冷卻系統(tǒng)。蒸汽屏障被設(shè)計(jì)為阻止推進(jìn)劑進(jìn)入真空室，因?yàn)橥七M(jìn)劑蒸汽預(yù)先在蒸汽屏障處冷凝。特別地，蒸汽屏障和冷凝器之間的溫度差較大并且最為優(yōu)選地大于20℃。因此，可以確保的是在冷凝器處不冷凝的推進(jìn)劑蒸汽在蒸汽屏障處冷凝。特別地，當(dāng)通過提供冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器來可變地設(shè)計(jì)冷凝器冷卻系統(tǒng)時(shí)，優(yōu)選地是蒸汽屏障冷卻系統(tǒng)被配置成使得獲得蒸汽屏障的恒定冷卻。由于蒸汽屏障是旨在保護(hù)真空室中的設(shè)備免于受推進(jìn)劑蒸汽破壞的系統(tǒng)，必須確保地是在任意的情形中，蒸汽屏障正確地發(fā)揮功能。這通過恒定冷卻來獲得。

特別地，蒸汽屏障和冷凝器的真空側(cè)區(qū)域具有20℃-30℃的溫度。高真空區(qū)域是冷凝器面向真空室的區(qū)域。蒸汽屏障和冷凝器的低溫確保推進(jìn)劑穩(wěn)定地冷凝。然而，特別地，冷凝器的溫度可以根據(jù)所需的工作壓力或所需的泵浦能力來改變。

特別地，前級(jí)真空支路布置在排氣口和沸騰室之間，所述支路適于被連接至前級(jí)真空泵。前級(jí)真空支路包括冷卻系統(tǒng)。優(yōu)選地，前級(jí)支路的冷卻系統(tǒng)獨(dú)立于冷凝器的冷卻系統(tǒng)。前級(jí)真空支路的冷卻阻止推進(jìn)劑蒸汽進(jìn)入前級(jí)真空泵。

優(yōu)選地，前級(jí)真空支路的冷卻系統(tǒng)和/或蒸汽屏障的冷卻系統(tǒng)至少部分地是水冷卻系統(tǒng)。

特別地，當(dāng)冷凝器的冷卻系統(tǒng)至少部分地是水冷卻系統(tǒng)時(shí)，冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器包括恒溫閥，通過該恒溫閥的幫助，可以根據(jù)測(cè)量的冷凝器溫度來控制冷卻水的量。

特別地，冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器包括緊急裝置，其中該緊急裝置確保冷凝器的最小冷卻。因?yàn)樵诶淠鞯睦鋮s系統(tǒng)的故障情形中不再冷凝推進(jìn)劑蒸汽，所述蒸汽將不可控地進(jìn)入真空室。為了阻止此類的情形，緊急裝置確保冷凝器的最小冷卻。特別地，當(dāng)冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器包括恒溫閥時(shí)，通過旁路恒溫閥來確保最小冷卻。旁路將運(yùn)送與冷凝器的最小冷卻所需的相同的冷卻水。如果冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器故障，則冷卻水繼續(xù)流過旁路到達(dá)冷凝器，以用于對(duì)冷凝器進(jìn)行冷卻。

特別地，熱泵的蒸發(fā)器連接至冷凝器的冷卻系統(tǒng)，并且熱泵的冷凝器連接到加熱元件。因此，通過冷凝器從推進(jìn)劑散逸的熱返回到加熱元件。特別地，熱泵被配置成壓縮式熱泵或吸收式熱泵。

特別地，優(yōu)選的是冷凝器由水冷卻系統(tǒng)和熱泵二者來冷卻。特別地，冷凝器的高真空側(cè)區(qū)域包括水冷卻系統(tǒng)并且冷凝器的相鄰于冷凝器方向上的區(qū)域連接到熱泵。

優(yōu)選地，熱泵具有多級(jí)配置，由此可以提供熱泵的蒸發(fā)器和熱泵的冷凝器之間的更大的溫度差，其中熱泵的蒸發(fā)器連接至冷凝器的冷卻系統(tǒng)，而熱泵的冷凝器連接至加熱元件。

特別地，推進(jìn)劑是硅油、礦物油或優(yōu)選地，礦物油是Diffelen。特別優(yōu)選地是使用的推進(jìn)劑具有小的蒸發(fā)焓。

在水冷卻系統(tǒng)中，水優(yōu)選地用作冷卻液。然而，也可以預(yù)想使用另一種冷卻液。這里，流轉(zhuǎn)所述冷卻液可能是必要的。然而，這需要冷卻液被冷卻。在這種情形下，本發(fā)明并不提供一定量的冷卻水或冷卻液，但對(duì)于冷卻流轉(zhuǎn)的冷卻液所需要的能量將被減小。這相當(dāng)于減小所需的冷卻水的量。

本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于控制擴(kuò)散泵的方法，所述擴(kuò)散泵具有外罩、連接至所述外罩的沸騰室、布置在所述沸騰室的區(qū)域中的加熱元件、布置在所述外罩中并且連接到沸騰室的排氣口、布置在排氣口的區(qū)域中的外罩的內(nèi)表面處的冷凝器以及用于對(duì)布置在冷凝器的區(qū)域中的冷凝器進(jìn)行冷卻的冷卻系統(tǒng)，其中冷凝器溫度被測(cè)量并且由冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器根據(jù)所測(cè)量的冷凝器溫度來控制所述冷凝器的冷卻。

本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于控制擴(kuò)散泵的方法，所述擴(kuò)散泵具有外罩、連接至所述外罩的沸騰室、布置在所述沸騰室的區(qū)域中的加熱元件、布置在所述外罩中并且連接到沸騰室的排氣口、布置在排氣口的區(qū)域中的外罩的內(nèi)表面處的冷凝器以及用于對(duì)布置在冷凝器的區(qū)域中的冷凝器進(jìn)行冷卻的冷卻系統(tǒng)，其中在泵浦期間對(duì)所述加熱元件的加熱元件溫度進(jìn)行調(diào)整，特別地調(diào)整到所使用的推進(jìn)劑的沸騰范圍的上限值。因此阻止熱能不必要地被引入進(jìn)擴(kuò)散泵中。對(duì)加熱元件的溫度的調(diào)整，特別地調(diào)整到所使用的推進(jìn)劑的沸騰范圍的上限值確保推進(jìn)劑(特別是其低沸點(diǎn)部分和其高沸點(diǎn)部分)可以被造成蒸發(fā)。不需要更高的加熱元件溫度，使得不需要應(yīng)用更多的能量。特別地，因此可以確保使用的推進(jìn)劑不被熱分解。

特別地，除了調(diào)整加熱元件溫度，可以測(cè)量冷凝器溫度并且由冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器來根據(jù)測(cè)量的冷凝器溫度控制該冷凝器的冷卻。因此，可以確保引入的熱的精準(zhǔn)調(diào)整和所需的冷卻能力。

根據(jù)本發(fā)明的方法的另外方面，冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器確保冷凝器的溫度總被保持在低于推進(jìn)劑的冷凝溫度并且因此推進(jìn)劑的蒸汽壓總是小于擴(kuò)散泵的工作壓力。因此，不必通過對(duì)冷凝器進(jìn)行冷卻來將冷凝器溫度減小到可能的最低溫度。相反，該方法提供對(duì)于冷凝器溫度的單獨(dú)調(diào)整，其特別地可以根據(jù)所需的工作壓力來改變。因此，顯著地減小冷卻水的所需量。

根據(jù)本發(fā)明的方法的另外方面，在泵浦過程期間，將加熱元件溫度調(diào)整到所使用的推進(jìn)劑的沸騰范圍的上限值。泵浦過程包括泵出真空室和保持真空室中的工作壓力二者。通過將加熱元件溫度調(diào)整到沸騰范圍的上限值，可以獲得盡可能低的熱輸出，其中同時(shí)確保推進(jìn)劑的可靠蒸發(fā)。所使用的推進(jìn)劑的沸騰范圍包括其中推進(jìn)劑的低沸點(diǎn)部分和推進(jìn)劑的高沸點(diǎn)部分蒸發(fā)的范圍。當(dāng)溫度被調(diào)整到所改變的推進(jìn)劑的沸騰范圍的上限值時(shí)，推進(jìn)劑的低沸點(diǎn)部分和高沸點(diǎn)部分二者都蒸發(fā)。

根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步方面，在泵浦過程期間，加熱元件溫度被調(diào)整到泵浦的所需自吸能力。通過增加加熱元件溫度，特別地增加擴(kuò)散泵的自吸能力。這在真空室被泵出時(shí)是特別需要的，因?yàn)樵谠摫闷智樾沃?，需要大的自吸能力以便在真空室中迅速獲得工作壓力。

根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步方面，在泵浦過程之間減小加熱元件溫度。如果不需要擴(kuò)散泵的泵浦，可以減小加熱元件溫度以節(jié)省能量。特別地，將泵浦過程之間的加熱元件溫度減小至少所使用的推進(jìn)劑的沸騰范圍的值。如果加熱元件溫度低于所使用的推進(jìn)劑的沸騰范圍，則不蒸發(fā)或僅蒸發(fā)少量的推進(jìn)劑，使得不獲得泵浦效果，并且同時(shí)可以節(jié)省顯著的加熱能量。當(dāng)然，可以在泵浦過程之間進(jìn)一步減小加熱元件溫度，其中用于下一泵浦過程的推進(jìn)劑必須首先以能量密集的方式來加熱。進(jìn)一步，低于某個(gè)溫度時(shí)，氣體在推進(jìn)劑中累積，使得在下一泵浦的開始處必須首先對(duì)推進(jìn)劑進(jìn)行脫氣。

根據(jù)本發(fā)明的方法的另外方面，在加熱元件溫度的減小期間來調(diào)整冷凝器溫度。這特別是在泵浦過程之間實(shí)現(xiàn)。然而，當(dāng)在真空室保持工作壓力時(shí)，可以連同加熱元件溫度來調(diào)整冷凝器溫度，使得可以保持最優(yōu)的擴(kuò)散過程，在該過程期間，以能量節(jié)省的方式來操作擴(kuò)散泵。優(yōu)選地，當(dāng)加熱元件溫度減小時(shí)，增加冷凝器溫度。然而，這僅發(fā)生在只要增加的冷凝器溫度處的推進(jìn)劑的蒸汽壓低于擴(kuò)散泵的工作壓力。

根據(jù)本發(fā)明的方法的另外方面，如上所述配置的擴(kuò)散泵使用在該方法中。

進(jìn)一步，本發(fā)明涉及隨擴(kuò)散泵使用熱泵。優(yōu)選地如上所述修改熱泵。特別地，也如上所述地修改擴(kuò)散泵。

附圖說明

以下基于優(yōu)選實(shí)施例、參考附圖來更為詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)散泵的第一實(shí)施例的概略示圖；

圖2示出在泵浦特定的變形基礎(chǔ)上的泵浦過程的概略示圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)散泵的第二實(shí)施例的概略示圖；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)散泵的第三實(shí)施例的概略示圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)散泵包括外罩10，其包括在其高真空側(cè)端的法蘭12，借助于該法蘭，外罩10可以被連接到未示出的真空室。外罩10連接到沸騰室14，該沸騰室14包括加熱元件16。經(jīng)由該加熱元件16，推進(jìn)劑18被蒸發(fā)，所述推進(jìn)劑在擴(kuò)散泵中上升并且經(jīng)由兩個(gè)排氣口20、22逸入進(jìn)外罩?，F(xiàn)有的氣體粒子由推進(jìn)劑蒸氣來攜帶。推進(jìn)劑蒸汽行進(jìn)到冷凝器24，該冷凝器布置在外罩10處的排氣口20、22的區(qū)域中。冷凝器24包括冷卻系統(tǒng)26。在所示出的實(shí)施例中，冷卻系統(tǒng)26是水冷卻系統(tǒng)，其具有補(bǔ)給線路27和排放線路25。

推進(jìn)劑蒸汽在冷凝器24處冷凝并且前進(jìn)回沸騰室14。

在冷凝器24和沸騰室14之間布置有前級(jí)真空支路28，其適于被連接到未示出的前級(jí)真空泵。由推進(jìn)劑蒸汽運(yùn)送的氣體經(jīng)由前級(jí)真空支路28、由前級(jí)真空泵吸出。

為了阻止加熱元件16的熱損耗，沸騰室14完全由隔離30來圍繞。因此阻止熱從沸騰室14散逸至周圍。因此，減小加熱元件16的所需熱輸出。

加熱元件16已經(jīng)連接到加熱元件調(diào)節(jié)器32，借助于該加熱元件調(diào)節(jié)器，可以將加熱元件的熱輸出調(diào)整到相應(yīng)的泵浦情形。

在冷凝器24的區(qū)域中，布置溫度測(cè)量裝置34，其測(cè)量冷凝器溫度T_c。這里，在冷凝器表面處測(cè)量冷凝器溫度T_c。也可以經(jīng)由排放線路25的冷卻水的溫度來測(cè)量冷凝器24的溫度T_c。溫度測(cè)量裝置連接到冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器配置為恒溫閥36。經(jīng)由恒溫閥36，可以根據(jù)冷凝器24的測(cè)量的表面溫度來調(diào)整流經(jīng)冷凝器24的冷卻系統(tǒng)26的冷卻水流V。

為了確?？偰軐?shí)現(xiàn)冷凝器24的最小冷卻，冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器包括緊急裝置，其提供為恒溫閥36的旁路38。當(dāng)冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器故障時(shí)，冷卻水持續(xù)通過旁路38供應(yīng)至冷凝器24的冷卻系統(tǒng)26，使得推進(jìn)劑蒸汽持續(xù)蒸發(fā)。在擴(kuò)散閥的動(dòng)力故障或突然關(guān)機(jī)的情況下，特別需要緊急裝置，并且確保由于冷凝器24的最小冷卻，擴(kuò)散閥可以被適當(dāng)?shù)仃P(guān)機(jī)而推進(jìn)劑蒸汽不會(huì)進(jìn)入真空室。

參考圖2詳細(xì)介紹泵浦過程，其中這是概略示圖，其并沒有示出任何精確值。特別地，本發(fā)明并不排他性地限于所示出的泵浦過程的處理流程，因?yàn)槭纠缘谋闷诌^程被示出。在圖2中，針對(duì)于不同的泵浦情形，示出壓力p 60，冷卻流V 62，加熱元件溫度T 64，推進(jìn)劑66的蒸汽壓以及冷凝器溫度Tc 67。曲線圖0和的左垂直軸描述針對(duì)于線60和線66的壓力，而右垂直軸描繪對(duì)于線64和67的溫度，以及對(duì)于線62的冷卻流。在圖2的曲線圖的水平軸上，標(biāo)記出不同的泵浦情形。

在區(qū)域68中，僅存在小的泵浦效果，或根本不存在泵浦效果。在真空室中，壓力p₀占優(yōu)勢(shì)。在兩個(gè)泵浦過程之間并且特別地是在待機(jī)操作期間會(huì)碰到該情形。

在第二區(qū)域70中，通過泵出過程實(shí)現(xiàn)壓力從初始?jí)毫₀減小到工作壓力p₁。當(dāng)真空室被泵出70時(shí)，加熱元件16的熱輸出并且相應(yīng)地溫度T被增加到最大值T_max，以增加擴(kuò)散泵的自吸能力。為了補(bǔ)償由加熱元件16造成的增加的熱輸入，增加用于冷卻冷凝器24的冷卻水V的量。這里，不必將區(qū)域70中的冷凝器溫度T_c達(dá)到最小值T_c,min?？梢钥刂仆ㄟ^冷凝器24的冷卻流V，使得冷凝器溫度T_c持續(xù)地從其初始值T_c,0減小到工作值T_c,1。

當(dāng)真空室中已經(jīng)達(dá)到工作壓力p₁，加熱元件調(diào)節(jié)器將加熱元件16的溫度T調(diào)整到所使用的推進(jìn)劑的沸騰范圍的上限值。這里，加熱元件16的溫度T從其最大值T_max減小到值T₁，這需要快速達(dá)到區(qū)域70中的工作壓力p₁。這里，持續(xù)確保泵浦效果，因?yàn)樘貏e地T₁大于T₀，使得阻止不必要的熱輸入。同時(shí)將加熱元件16的熱輸出從T_max減小到T₁導(dǎo)致冷卻水V的量由冷凝器冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)器以恒溫閥36從V_max到V₁的形式來減少。因此，冷凝器24的表面溫度增加到和/或達(dá)到冷凝器的最終溫度T_c,1。然而，冷凝器的表面溫度T_c的增加旨在僅當(dāng)在增加的溫度時(shí)，推進(jìn)劑的蒸汽壓66持續(xù)低于真空室的工作壓力p₁，如圖2中所示。

在兩個(gè)泵浦過程68之間，加熱元件16的溫度T被減小到低于所使用的推進(jìn)劑的沸騰范圍的下限值。因此沒有或僅有很少量的推進(jìn)劑18被蒸發(fā)。在加熱元件16的減小的熱輸出下，既不需要也不會(huì)獲得泵浦效果。同時(shí)地，隨著加熱元件16的溫度在兩個(gè)泵浦處理之間減小到T₀，通過恒溫閥36，冷凝器24的冷卻系統(tǒng)26的冷卻流V被減小到V₀。

圖3示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式。相同的部分通過相同的參考編號(hào)來標(biāo)記。盡管這是替代的實(shí)施方式，然而為了節(jié)省擴(kuò)散泵所需的能量的目的，可以將第一實(shí)施方式的各種特征與第二實(shí)施方式的那些組合，除非此類的特征彼此排斥。

根據(jù)第二實(shí)施方式，冷卻系統(tǒng)26連接到加熱泵40，該加熱泵40包括冷凝器41和蒸發(fā)器39，冷卻水從擴(kuò)散泵的外罩10處的冷卻系統(tǒng)26行進(jìn)到儲(chǔ)集器42。平靜的熱冷卻水從儲(chǔ)集器42行進(jìn)到熱泵40，該熱泵40從冷卻水提取熱。因此，減小了冷卻水的溫度。通過這種方式冷卻的冷卻水通過恒溫閥36或旁路38經(jīng)由進(jìn)料泵被饋入進(jìn)冷卻系統(tǒng)26。由熱泵從冷卻水中提取的熱能經(jīng)由加熱電路被饋入到加熱元件16。因此，由冷卻系統(tǒng)26所提取的熱用于經(jīng)由加熱元件16對(duì)推進(jìn)劑18進(jìn)行加熱。由冷卻系統(tǒng)26所提取的熱因此沒有耗散損失，并且同時(shí)可以減小例如以電能的形式不得不從外部饋入到加熱元件16的所需能量。這里，熱泵40特別地配置為壓縮式熱泵。特別地，可以優(yōu)選的是反轉(zhuǎn)流方向，使得冷卻水首先在熱泵40中散逸其熱能并且接著行進(jìn)到儲(chǔ)集器42。從這，冷卻水在進(jìn)料泵44的幫助下被饋入到冷卻系統(tǒng)26。

在圖4中示出第三實(shí)施方式，其中相同的部分通過相同的參考編號(hào)來標(biāo)記。前述實(shí)施方式的特征可以與用于減小擴(kuò)散泵的能量需求的第三實(shí)施方式來組合，只要這些特征并不彼此排斥。

根據(jù)第三實(shí)施方式，高真空側(cè)區(qū)域46被配置為水冷卻系統(tǒng)26。進(jìn)一步，提供包括水冷卻系統(tǒng)的蒸汽屏障48。相鄰于加熱元件16的方向上的冷凝器24的區(qū)域50連接至熱泵40，使得來自于區(qū)域50的熱經(jīng)由熱泵40饋入到加熱元件16，因此加熱推進(jìn)劑18。此外，可控恒溫閥可以布置在熱交換器的電路中，其中恒溫閥特別適于通過區(qū)域50中布置的溫度測(cè)量裝置34或另外的溫度測(cè)量裝置來控制。

特別地，沸騰室14通過隔離器52與外罩10熱隔離。隔離器52使得由加熱元件所生成的熱不行進(jìn)到外罩10并且因此熱不需要經(jīng)由冷卻系統(tǒng)26或熱泵40來散逸。因此可以進(jìn)一步減小擴(kuò)散泵的能耗。隔離器52具有低的熱傳導(dǎo)性。