Геттерно-ионный насос орбитронноготипа

Союз Советскнк Соцнапнстнческнк РеспубпнкОП КСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 805447(23) Приаритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(71) Заявитель бюро аналитического приборостроения Научно объединения АН СССР 54 ГЕТТЕРНО-ИОННЫЙ НАСОС ОРБИТРОННОГО ТИ н чения равно- пленки вып н Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к гетерным насосам Ьрьитронного типа.Известно устройство орЬитронного насоса, в котором на в утреннюю охлаждаемую поверхность цилиндрического корпуса насоса происходит напыление слоя геттерного материала - титана. В качестве испарителя по оси насоса на анодном стержне примерно в центре расположена цилиндрическая титановая втулка. С помощью электронов, эммитируемых катодом и ускоренных в электростатическом поле насоса, втулка-испаритель за счет ьомЬардировки ее поверхности разогревается до температуры сублимации геттерного . материала. Атомы титана испаряются с поверхности разогретой втулки и осаждаются на внутренней поверхности корпуса насоса.Молекулы и ионы газа, находящиеся в объеме насоса, попадают на поверхность корпуса, где непрерывно напыляется пленка геттерного материала, и поглощаются этой пленкой либо эа счет образования химической связи, либо путем замуровывания, Происходящий таким оьраэом процесс поглощеия озволяет откачивать не только. молекулы активных газов, но и предварительно ионизованные атомы инертных газов. Быстрота их действия ьеэ учета сопротивления подсоединенного патруЬка зависит от площади поверхности напыления геттерного материала, с увеличением площади быстрота действия увеличивается.Геттерогенная пленка должна иметь равномерную толщину по всей запыляемой поверхности,Целесообразность полумерной (равнотолщинной )текает из следующего.При распылении геттера из точеч- . ного испарителя (например с титано-вой втулки орЬитронного насоса) периферийная часть образующейся пленки как более тонкая, быстрее насыщается атомами (молекулайи) откачиваемого газа, чем центральная часть, находящаяся в непосредственной близости от испарителя, При постоянной скорости распыления геттера в области высоких давлений будет иметь место уменьшение бЫстроты действия насоса эа счеЖ того, что периферийная область оЬразующейся пленки имеет недостаточную емкость; при переходе в оЬласть.низких давлений при той же скорости расНедостаток известного устройства заключается в том, что при нанесении " иэ цилиндрической втулки-испарителя на внутреннюю поверхность корпуса 40 насоса геттерной пленки, образующийся слой геттерного материала неоднороден по толщине. Таким образом, если рассмотреть толшину образующейся пленки по,оси насоса, то можно ви деть, что наибольшее запыление образуется на корпусе насоса в области непосредственной близости от втулкииспарителя на длине равнойе 2+3 длинам втулки На отдаленных периферийных участках степень запыления уменьшается. В существующих конструкциях орбитронных насосов соотношение длины втулки испарителя к длине корпуса насоса обычно выбирается равным 1/15+1/20, т.е. можно видеть, какая малая часть поверхности корпуса подвергается равномерному запылению. 55 Цель изобретения - неизменность быстроты действия при изменении дав- О ления и рациональное расходование геттерного материала.Поставленная цель достигается тем, что .образующая испарителя представляет собой отрезок непрерывно диф- б 5 пыления геттера быстрота действия насоса будет увеличиваться до какогото постоянного значения, но при этом геттерный материал в центральной части образующейся пленки будет использоваться неэффективно, поскольку5 нанесенный слой геттера, не успев на .себе связать молекулы откачиваемого газа, будет эапылен новым слоем геттера. В области высоких давлений уменьшения быстроты действия насоса компенсируют увеличением скорости испарения геттера, а от неэффективности использования геттера в центральной части пленки в некоторых случаях избавляются тем, что устанавливают над запыленной поверхностью нес- 15 колько точечных источников (1). Такое решение вопроса имеет свои недостатки. Например, изменение мощности, подводимой. к испарителю в зависимости от давления требует введение ка кой-либо следящей системы, а при использовании нескольких испарителей может нарушаться принцип работы орбитронного насоса т.е. тот принцип, за счет которого этот тип насоса откачи вает инертные газы (при использовании нескольких испарителей длина пробега электронов падает, тем самым уменьшается вероятность ионизации и скорость ионной откачки).ЗОИзвестен также геттерно-ионный насос орбитронного типа, содержащий цилиндрический корпус, стержневой .анод с расположенным на нем испарителем, имеющим Форму тела вращения 21) 8 р 1 х) ахЕ Указанные (фиг. 1) поверхности являются моделями внутренней поверхности насоса и втулки-испарителя соответственно. Из каждой точки Р испарителя в направлении 1 испускаются мок лекулы с интенсивностью 1 а =1 сл, 8 где Зо - полная интенсивность; пп-орт нормали к поверхности вращения в точке Р 8 -орт в направлении выхода частиц иэ точки Р.Пустьй(м)- функция распределения толщины осаждаемого слоя геттерного материала за единицу времени по длине насоса. Х и Х отсчитываются по . оси цилиндра от некоторой фиксированной точки А, лежащей на торце испарителя. Необходимо найти оператор 9 такой, что%:8и определить оптимальную (например, в смысле метода наигде Х - координаты точки вылета частиц из испарителя;Х - координаты точки попадания1частиц на стенку насоса;Функция, описывающая оптимальную Форму испарителя,8 - оператор, связывающий функцию распределения (И)толщиныосаждаемого слоя геттерногоматериала на выбранном участке (Ех, О) корпуса насоса скривой щ ( Е М приК= Ц)бс .ворх)0:5 5РМ хеА,вдС - класс непрерывно дифферен- цируемых функций на участ(6,61кеотАдоВ;площадь поверхности испарителя;максимальная площадь поверхности испарителя для конкретного типа насоса;А В - граничные точки испарителяв направлении оси насоса.С целью простоты изготовления насоса образующая испарителя представляет собой параболу.На фиг, 1 представлена система состоящая иэ двух поверхностей: цилиндрической радиуса .Р и соосной с ней поверхности вращения, получаемой от вращения отрезка непрерывной дифФеренцируемой кривой у(Х) вокруг общей оси; на фиг, 2 - результаты рассчета оптимальной формы испарителя для насоса внутренним диаметром 2 Н=ОО мм и площадью испарителя 5=4,7 см/2 О 2 Длигач/ю/ Тираж 795 Заказ 1092 исн ВНИИ Патент", г. Ужгород, ул Проектная, 4 илиал ным на нем испарителем,имеющим форму тела вращения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью неизменности быстроты действия при изменении давления и рационального расходования геттерного материала, образующая испарителя представляет собой отрезок непрерывно дифференцируемой кривой Ч)(к),удовлетворяющий условию О 0 )8 Чс)к 6 )срл)Й Е - п 4 п(е к 8)у)а18)ЧЕ где Х - координаты точки вылета частиц из испарителя; Х - координаты точки попаданиячастиц на стенку насоса; ф - функция, описывающая оптимальную форму испарителя; 8 - оператор, связывающий Функцию распределения (И) толщины осаждаемого слоя геттерного материала на выбранном участке (Е О) корпуса насоса с кривой(р(к) Е К приК = (бс вп ух 1 зО; б 5КЕ) А 831С - класс непрерывно дифференцируемых функций на участке от А до В;5 - площадь поверхности испарителя;50 - максимальная площадь поверхности испарителя дпяконкретного типа насоса;А, В - граничные точки испарителяв направлении оси насоса.2, Насос по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью простоты изготовления насоса, образующая представляет собой параболу. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции 9 2133117,кл. Н 01 ) 41/00, 19722. Авторское свидетельство СССР М 354175, кл Н 01 ) 41/12, 1972 .(прототип),