Магнитный электроразрядный насос

3)039 ОПИСАНИЕ И 306 РЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависи ое от а вт. с в идетел ьств а Уд -влено 19.11,1970 ( 1405254126-2 МПК Н 011 41,ЮО 1 04 Ь 37/00присоединением заявриоритет -публиковано 26.71.1 амитет по дела зебретеиий и при Совете М ткрыти истров ь чо 2. Бюлл К 621.528(088.8 Дата опубликования описания 16.1 Х.19 вторзобретения, И. Махано г :сооянля аявител АГНИТНЫЙ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫЙ НАСОС Изобретение относится к области конструирования электроразрядных насосов, применяемых в вакуумной технике для получения высокого и сверхвысокого вакуума.Известные электроразрядные насосы диод- ного типа с плоскихти пове 1 рхностями катодов содержат анодный блок сотообразной конструкции, каждая сота которого имеет форхт цилиндра круглого или пряхтоугольного сечения, и два плоских катода, выполненных из геттерирующих материалов, чаще всего из кохппактного титана. Катоды расположены по обе стороны анодного блока, Все электроды крепятся внутри вакуумной оболочки-корпуса, выполненной из немагнитного материала. Насос помещается в магнитное поле, силовые линии которого должны быть направлены вдоль оси ячеек насоса, а на анод относительно катодов подается высокое положительное н пряжение, Возникающий в насосе электрический разряд приводит к процессам откачки газов, внедрению ионов в поверхность катодов и сорбции активных газов пленками напыленного материала с катодов. Недостатком таких конструкций электроразрядных насосов является низкая скОрость откачки инертных газов, особенно аргона, и возникновение в насосе в процессе работы явления так называемой аргонной нестабильности, проявляющейся в том, что при откачке насосом аргона или смеси газов, в состав которой входит аргон, например воздуха, наблюдаются периодические повышения давления в откачиваемом объеме до уровня порядка 1 - 5 10тор, Интервалы 5 между колебаниями давления обычно равнынескольким минутам при давлении между выбросами 1 10тор и изменяются приблизительно обратно пропорционально скорости натекания для области давлений от 5 10 т до 10 2 10 втор. Явление аргонной нестабильности вызвано самым механизмом откачки инертных газов.Откачка инертных газов происходит в основном на катодах в местах чистого напы ления катодного материала путем внедренияионов газа в катоды с последующим замуровыванием их напыляемым материалом. Ввиду того, что разряд в двухэлектродном насосе нестабилен, во время работы происходят изме нения в,распределении плотности тока по поверхности катода. Это вызывает распыление слоев металла, напыленных ранее на катод, и вследствие этого выделение поглощенного ранее газа, что приводит и нестабильной от качке во времени.Насосы работают стабильно, если несколько увеличить скорость откачки инЕртных газов, в том числе и аргона.Целью предлагаемого изобретения являет- ЗС ся повышение скорости откачки инертных га 3103193зов по сравнению с обычными насосами диодной конструкции с,плоскими катодами, устранение аргонной нестабильности без повышения или с незначительным повышением стоимости насосов и их эксплуатации.Поставленная цель достигается тем, что центральная часть каждой ячейки анода устранена, а образовавшаяся щель окружена дополнительным электродом-коллектором, с внутренней поверхности которого дополнительно откачивают газы. На фиг, 1 представлен обший вид предлагаемого элект 1 роразрядного насоса; на фиг. 2 - ячейка насоса.Электроразрядный насос содержит корпус 1, два плоских катода 2, выполненных из геттерного материала и расположенных на некотором 1 расстоянии в осевом направлении ячейки насоса с обеих сторон от блока анода 3, представляющего собой сотообразную конструкцию, число ячеек, которой определяется производительностью насоса. Крепление отдельных элементов анода в блок производится с помощью П-образных скоб 4. Каждая ячейка анода выполнена в виде двух цилиндров 5 (см, фиг. 2) круглого или прямоугол.- ного сечения из немагнитного материала, расположенных на некотором расстоянии друг от друга в осевом направлении, Снаружи каждая ячейка анода окружена электродом-коллектором 6 с некоторым зазором, Коллектор гыполнен в виде цилиндра круглого или прямоугольного сечения из немагнитного мате 1 риала, Насос помещается в магнитное поле, силовые линии его направлены вдоль оси анодной ячейки. На анодный блок относительно,катодов и коллекторов, находящихся под одним потенциалом, подается положительный потенциал.Повышение скорости откачки инертных газов и устранение аргонной нестабильности при работе насоса обеспечиваются тем, что за счет прозрачности анода часть материала, распыляемого с катодов, ранее в насосах со сплошным анодом попадавшая на анод и не участвовавшая в откачке инертного газа, попадает на коллектор, Здесь собирается также часть ионов, которая вытягиваегся из разряда, Ударяясь о пове 1 рхность коллектора, ионы распыляют его материал, однако при предлагаемом расположении элементов ячейки насоса напыление преобладает над распылением, поэтому внутренняя поверхность коллектора является местом чистого напыления геттерирующего мате 1 риала. Внедряясь в коллектор, ионы замуровываются напыляемым мате 1 риалом, следовательно, внутренняя поверхность коллектора образует дополнительные места откачки газов, скорость откачки инертного газа, повышается - пропадает аргонная нестабильность при работе насоса.Экспериментальный электроразрядный на,сос состоит из четы 1 рех ячеек. Основные данные и размеры электродов насоса следующие;Насос предлагаемой конструкции прост визготовлении, так как не требует изготовления сложных конфигураций элементов насоса, 45 например очень узких ребер на катодах (насосы с ребристьгми катодами или некоторые насосы триодной конструкции), Срок службы насоса не уменьшается, для питания насоса требуется блок, рассчитанный на одно напря жение. Скорость откачки по азоту на единицу 65 51 О1520 25 30 35 40 41) элементы анода изготавливают из листового компактного титана толщиной 0,2 мм, они имеют форму полого цилиндра с наружным диаметром 20 мм, высотой 7 мм и их располагают на расстоянии 6 мм друг от друга;2) коллекторы изготавливают из компактного титана толщиной 0,1 лгм, они имеют форму полого цилиндра с наружным диаметром 24 мм, высотой 1 О люм;3) катоды изготавливают из листового компактного титана толщиной 0,5 лм, они имеюг форму квадрата со стороной 47 мм и закругленными углами. Катоды располагают на расстоянии 2 млю от анодного блока, Соединение элементов анодного блока между собой П-образными скобами, крепление коллекторов друг к другу и непосредственно к корпусу, ,крепление катодов к корпусу производится с ,помощью точечной сварки. Для определения скорости откачки насоса его обезгаживают при температуре 350 - 390 С и вакууме 1 10 -тор на откачном посту с масляным диффузионным насосом без ловушек в течение 8 час. Установившаяся скорость откачки по азоту на однл ячейкл прп величине магнитного .поля в 980 эрстед и анодном напряжении 5 кв составляет 0,25 лlсек, скорость откачки по аргону прп тех же условиях 12 О 1 О от скорости откачки насоса по азоту, в то время как для обычного диодного насоса с плоскими катодами скорость откачки аргона составляет 2 - 4/, от скорости откачки по азоту. Аргонной нестабильности в работе насоса не наблюдается при откачке им чистого аргона при давлении 2 . 10 -тор в течение 2 час, в то время как в обычном насосе при тех же условиях аргонная нестабильность возникает через 2 мин после включения насосов. магнитного потока предлагаемого насоса не изменяется по сравнению с обычным диодным насосом с плоскими катодами, Однако с увеличением числа ячеек эта скорость увеличится, так как за счет образовавшихся зазоров между элементами анода и коллекторами увеличивается возможность доступа откачиваемого газа к отдаленным от входа областям разряда. Предмет изобретения Магнитный электроразрядный насос, содержащий ячеистый анод, расположвнный мекду катодными-пластинами, от,гичающийсяЗаказ 358/1252 Изд. ЪЪ 1025 Тираж 473 ПодписноеНЕЕИПР Комитета по дслам изобретении и открятпй прп Совете Мпппстпов СССРМосква, 7 К, Раушская наб., д. 4/5 ип. Ха. фпл. пред. Патент тем, что, с целью увеличения скорости откачки инертных газовкаждая ячейка анода вынолнена йз двух соосных цилиндров, отодвинутых друг от друга, а вокруг зазора между цилиндрами установлен электрод, который электрически соединен с катодом.