Способ откачки и наполнения прибора газом

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в технологии изготовления газонаполненных приборов, в частности водородных тиратронов, плазменно-пучковых СВЧ-приборов, гироскопов и лазеров. Сущность изобретения состоит в том, что способ откачки и наполнения прибора газом содержит откачку и прогрев прибора, включающего несколько газопоглотителей, напуск газа в прибор и его герметизацию, и отличается тем, что в начале откачки и наполнения прибора газом в откачной системе устанавливают стационарный поток газа, соответствующий стационарному давлению Рс газа в приборе, в процессе откачки и прогрева выдерживают до стабилизации давления в приборе на уровне Рс и герметизируют прибор, причем значение стационарного давления газа Рс и температуру газопоглотителей выбирают из условия установления термодинамического равновесия поглотитель - газ в приборе при заданных концентрациях газа в газопоглотителях или заданном общем количестве поглощенного в приборе газа. Совмещение общего прогрева прибора при откачке с операцией наполнения прибора газом обеспечивает снижение трудоемкости процесса откачки и наполнения прибора газом при большом количестве напускаемого газа, что является техническим результатом предложенного способа. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Способ относится к технологии изготовления газонаполненных приборов, в частности водородных тиратронов, плазменно-пучковых СВЧ-приборов, гироскопов и лазеров.

Известен способ наполнения приборов газом, содержащий предварительное насыщение элементов (газопоглотителей) прибора газом с последующим встраиванием этих элементов в прибор и откачку прибора (Фогельсон Т.Б., Бреусова Л.Н., Вагин Л.Н. Импульсные водородные тиратроны. М.: Советское радио, 1974. - 212 с.) Недостатком способа является невозможность прогрева встраиваемых элементов в процессе откачки до температуры обезгаживания прибора, т.к. газ удаляется из газопоглотителя при нагреве в процессе откачки. Плохое обезгаживание при низких температурах ухудшает качество прибора.

Известен также способ откачки и наполнения прибора газом, содержащий откачку прибора с прогревом, наполнение известного объема газом и последующий дозированный напуск очищенного газа в прибор (Розбери Ф. Справочник по вакуумной технике и технологии. М., Энергия, 1972. с.80.) (прототип). Недостатком способа является большая трудоемкость операции напуска газа в прибор, содержащий несколько газопоглотителей, при больших количествах напускаемого газа, а также ухудшение обезгаженности прибора, т.к. он отсекается от вакуумной системы при напуске газа.

Целью изобретения является снижение трудоемкости операции наполнения прибора с несколькими газопоглотителями рабочим газом и повышение качества прибора.

Поставленная цель достигается тем, что в способе откачки и наполнения прибора газом, содержащим откачку и прогрев прибора, включающего несколько газопоглотителей, напуск газа в прибор и его герметизацию, в начале откачки и наполнения прибора газом в откачной системе устанавливают стационарный поток газа, соответствующий стационарному давлению Рс газа в приборе, в процессе откачки и прогрева выдерживают до стабилизации давления в приборе на уровне Рс и герметизируют прибор, причем значение стационарного давления газа Рс и температуру газопоглотителей выбирают из условия установления термодинамического равновесия газопоглотитель - газ в приборе при заданных концентрациях газа в газопоглотителях или заданном общем количестве поглощенного в приборе газа.

В начале откачки в откачной системе устанавливают стационарный поток газа, соответствующий стационарному давлению Рс газа в приборе, равному где cj - заданная концентрация газа в j-ом поглотителе; S - энтропийный параметр взаимодействия газа с газопоглотителем; Н - энтальпийный параметр взаимодействия газа с газопоглотителем; R - универсальная газовая постоянная; Tj - заданная температура j-го газопоглотителя, а температуру остальных газопоглотителей выбирают согласно условию
где Тi - температура i-го газопоглотителя;
сi - заданная концентрация газа в i-ом газопоглотителе.

В начале откачки в откачной системе устанавливают стационарный поток газа, соответствующий стационарному давлению Рс газа в приборе, равному

где G - общее количество поглощенного газа в приборе;
n - общее количество материала газопоглотителей в приборе;
Тn - общая температура прибора с газопоглотителями в процессе откачки и наполнения прибора газом,
а температуру газопоглотителей согласно условию (1) устанавливают после герметизации прибора и выдерживают до стабилизации давления.

Способ осуществляют следующим образом. Откачивают прибор с двумя титановыми газопоглотителями общим количеством n моль, которые необходимо насытить общим количеством водорода G моль с концентрацией водорода соответственно cg и cр. Прибор 1, содержащий газопоглотитель 2 и газопоглотитель 3, соединяют с откачной системой 4 с помощью штенгеля 5 ( см. чертеж). Натекателем 6 устанавливают в системе стационарный поток водорода Q, при этом давление водорода в сечении напуска 7 (и ниже него в приборе при отсутствии поглощения в нем) будет равно

где Sc - быстрота откачки в сечении напуска газа, постоянная величина для данной вакуумной системы.

Затем прибор нагревают в печи 8 до температуры Тn= 900 К. В процессе выдержки при этой температуре газопоглотители 2 и 3 поглощают водород и давление в сечении напуска газа 7 и в приборе уменьшается (становится меньше стационарного давления Рс). После установления термодинамического равновесия в системе титан - водород давление в приборе, равное равновесному давлению водорода над титаном Рn, сравняется со стационарным давлением Рc.

Равновесное давление водорода над титаном Рn равно

где - равновесная концентрация водорода в титане; G, n - общее количество поглощенного газа в приборе и общее количество материала газопоглотителей (титана) в приборе; S, Н - энтропийный и энтальпийный параметры взаимодействия газа с газопоглотителями; Тn - температура прибора с газопоглотителями в процессе откачки; R - универсальная газовая постоянная (см. Фром.Е.,Гебхард Е. Газы и углерод в металлах. М.: Металлургия,1980,с.386).

Таким образом, давление Рc определяется из равенства Рcn и равно

После стабилизации давления в сечении 7 и в приборе на уровне Рc прибор герметизируют. Для перекачки водорода, например, из газопоглотителя 2 в газопоглотитель 3 с помощью встроенных или внешних местных нагревателей (на чертеже не показаны) устанавливают температуру газопоглотителя 2 и газопоглотителя 3 соответственно равную Тp и Tg (Tp>Tg). После выдержки в приборе установится равновесное давление, определяемое из выражений


Приравнивая правые части равенств (2) и (3), получим:

где Тp, Tg - температуры газопоглотителей 2 и 3; cp, cg - заданные концентрации газа в газопоглотителях 2 и 3. Если в приборе имеется несколько газопоглотителей, то их температуру выбирают аналогичным образом.

Способ может быть осуществлен также следующим образом. После соединения прибора с откачной системой в сечении напуска 7 и в приборе с помощью натекателя 6 устанавливают стационарное давление

Затем в процессе откачки и прогрева прибора устанавливают температуру газопоглотителя 2, равную Tg, а температуру Тp газопоглотителя 3 - равную значению, определяемому по формуле (4).

После выдержки в этом режиме до стабилизации давления в сечении напуска газа 7 и в приборе на уровне Рc концентрации водорода в газопоглотителях 2 и 3 будут равны соответственно cp и cg. Затем прибор герметизируют.

Совмещение общего прогрева прибора при откачке с операцией наполнения прибора газом позволяет снизить трудоемкость процесса откачки и наполнения прибора газом при большом количестве напускаемого газа. Общий прогрев прибора вместе с поглотителями и обработка его очищенным водородом в процессе откачки улучшает обезгаженность прибора, что повышает его качество.


Формула изобретения

1. Способ откачки и наполнения прибора газом, содержащий откачку и прогрев прибора, включающего несколько газопоглотителей, напуск газа в прибор и его герметизацию, отличающийся тем, что в начале откачки и наполнения прибора газом в откачной системе устанавливают стационарный поток газа, соответствующий стационарному давлению Рс газа в приборе, в процессе откачки и прогрева выдерживают до стабилизации давления в приборе на уровне Рс и герметизируют прибор, причем значение стационарного давления газа Рс и температуру газопоглотителей выбирают из условия установления термодинамического равновесия поглотитель - газ в приборе при заданных концентрациях газа в газопоглотителях или заданном общем количестве поглощенного в приборе газа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в начале откачки и наполнения прибора газом в откачной системе устанавливают стационарный поток газа, соответствующий стационарному давлению Рс газа в приборе, равному

где сj - заданная концентрация газа в j-ом поглотителе;
S - энтропийный параметр взаимодействия газа с газопоглотителем;
Н - энтальпийный параметр взаимодействия газа с газопоглотителем;
R - универсальная газовая постоянная;
Tj - заданная температура j-ого газопоглотителя, а температуру остальных газопоглотителей выбирают согласно условию

где Тi - температура i-ого газопоглотителя;
сi - заданная концентрация газа в i-ом газопоглотителе.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в начале откачки и наполнения прибора газом в откачной системе устанавливают стационарный поток газа, соответствующий стационарному давлению Рс газа в приборе, равному

где G - общее количество поглощенного газа в приборе;
n - общее количество материала газопоглотителей в приборе;
Тn - общая температура прибора с газопоглотителями в процессе откачки и наполнения прибора газом,
а температуру газопоглотителей согласно условию (1) устанавливают после герметизации прибора и выдерживают до стабилизации давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в технологии откачки мощных электровакуумных приборов, в частности с вторично-эмиссионными холодными (безнакальными) катодами

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к газоразрядным лазерам

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано, в частности, при изготовлении газоразрядных индикаторных панелей (ГИП) переменного тока, предназначенных для отображения знаковой, графической и образной информации
Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано при изготовлении газоразрядных индикаторных панелей (ГИП)

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии вакуумной плазмохимической обработки деталей, заготовок преимущественно электровакуумных приборов, и может быть использовано в технологии изготовления электронных приборов различного назначения

Изобретение относится к электротехнической промышленности, преимущественно к производству источников света

Изобретение относится к электровакуумным приборам и может быть использовано в производстве электронно-лучевых трубок (ЭЛТ)
Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к способам извлечения ртути из ртутных ламп
Изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано в производстве газоразрядных индикаторных панелей (ГИП) переменного тока

Изобретение относится к электронной технике, а конкретно к способам изготовления мощных электровакуумных приборов (ЭВП)

Изобретение относится к очистке поверхностей различных диэлектрических изделий, в частности химической и медицинской посуды, и может быть использовано в областях науки и техники, где конечный результат зависит от чистоты исходной поверхности используемых изделий

Изобретение относится к электронной промышленности. Технический результат - снижение трудоемкости наполнения инертным газом прибора и повышение надежности и срока службы прибора. Способ откачки и наполнения прибора газом содержит откачку и прогрев прибора, напуск газа в прибор и герметизацию прибора. Вначале проводят форвакуумную откачку камеры до давления 5-10-2 мм рт.ст. и напуск осушенного азота в прибор до давления не более 2 атмосфер, затем откачку прекращают и измеряют вакуум в камере. Если степень вакуума не изменилась, то ведут безмасляную форвакуумную откачку прибора до давления 5·10-2 мм рт.ст., а затем откачку турбомолекулярным насосом до давления 5·10-6 мм рт.ст., прибор во время откачки прогревают до температуры не более 100°C. Насосы отсоединяют, выключают и проводят напуск инертного газа до давления не более 1,3 атмосферы. Камеру заполняют азотом и герметизируют прибор холодным отпаем штенгеля. 1 ил.

Изобретение относится к технологическому сверхвысоковакуумному оборудованию, применяемому в электронной промышленности для откачки электровакуумных приборов (ЭВП) различного назначения, в частности крупногабаритных клистронов с размером по высоте до 2-х метров и весом более 100 кг, а также приборов других типов. Техническим результат - повышение надежности и качества откачки ЭВП, упрощение конструкции поста и повышение его производительности. Высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов содержит защитную камеру и вакуумную систему откачки приборов, включающую турбомолекулярный и безмаслянный форвакуумный насосы. Металлические охлаждаемые стенки камеры по вертикали разделены уплотнительной прокладкой на две части, одна из которых подвижна. На основании неподвижной части расположено с возможностью перемещения по трем координатам юстирующее устройство для крепления приборов. Вдоль стенок камеры по вертикали расположены нагреватели с независимыми источниками питания. Вверху камеры расположен коллектор для подачи азота. В основании установлен кран с ручным управлением потоком азота. Вакуумная система откачки подключена к прибору через прогреваемый кран. Вакуумная система откачки прибора может быть выполнена на безмасляном форвакуумном спирального типа насосе. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к очистке поверхностей различных диэлектрических изделий, в частности лабораторного оборудования пищевой и медицинской промышленности, где результат зависит от чистоты исходной поверхности. Технический результат-упрощение процесса очистки и повышение степени очистки диэлектрических поверхностей любых геометрических форм и размеров. Способ состоит в том, что внутрь очищаемого изделия помещают порцию ферромагнитного порошка в виде сферических тел размером 30-60 мкм, затем к наружной поверхности очищаемого изделия подносят устройство для очистки, состоящее из полой трубки из диэлектрического материала с глухим концом, в котором расположен постоянный магнит, для создания в месте соприкосновения с поверхностью изделия локального постоянного магнитного поля, которое собирает и удерживает на внутренней поверхности изделия ферромагнитный порошок, оказывающий определенное давление па эту поверхность. Затем очищаемое изделие заполняют водой и производят манипуляции концом устройства для очистки с постоянным магнитом по всей наружной поверхности, перемещая тем самым пучок ферромагнитного порошка по внутренней поверхности и, тем самым производя ее очистку. Силу давления ферромагнитного порошка на внутреннюю поверхность регулируют изменением расстояния между постоянным магнитом и ферромагнитным порошком. 1 ил.

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к способам очистки газоразрядных приборов, например резонаторов моноблочных газовых лазеров, в процессе технологической обработки. Способ ионно-плазменной очистки внутренней поверхности резонатора газового лазера включает установку корпуса резонатора газового лазера на откачной пост, высоковакуумную откачку и наполнение газом, создание тлеющего разряда между электродами, тренировку и стабилизацию собственных электродов. Способ отличается тем, что на корпус резонатора устанавливают съемные вспомогательные электроды, вакуумно-плотно ограничивающие его внутренний объем, после высоковакуумной откачки и наполнения корпуса резонатора инертным газом с массовым числом не менее 20 проводят ионную очистку внутренних каналов корпуса резонатора в тлеющем разряде постоянного тока путем зажигания и поддержания тлеющего разряда между парами вспомогательных электродов, ограничивающих контур корпуса резонатора, с сохранением знака полярности напряжения на каждом из вспомогательных электродов при обработке любых газоразрядных промежутков, проводят последовательно ионную очистку собственного катода, затем анодов газового лазера при подаче на них отрицательной полярности напряжения постоянного тока в парах с соответствующими вспомогательными электродами положительной полярности, меняют знаки полярности напряжения постоянного тока на электродах на противоположные и проводят ионную очистку приэлектродных поверхностей корпуса резонатора газового лазера с использованием соответствующих вспомогательных электродов с отрицательной полярностью. После высоковакуумной откачки и наполнения корпуса резонатора кислородом проводят ионно-плазменную очистку внутренних каналов корпуса резонатора в тлеющем разряде кислорода путем зажигания и поддержания тлеющего разряда между парами вспомогательных электродов с измененными на противоположные полярностями напряжения по сравнению с этапом ионной очистки внутренних каналов с сохранением знака полярности напряжения на каждом из вспомогательных электродов при обработке любых газоразрядных промежутков на этом этапе, затем проводят ионно-плазменную очистку собственного катода и подводящих к нему полостей корпуса резонатора газового лазера путем зажигания и поддержания тлеющего разряда между катодом с отрицательной полярностью напряжения постоянного тока и вспомогательным электродом с положительной полярностью, после тренировки и стабилизации собственных электродов газового лазера вспомогательные электроды снимают с корпуса резонатора. Технический результат - увеличение срока службы газового лазера. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 табл.

Изобретение относится к области лазерной техники, а именно к кольцевым моноблочным лазерным гироскопам, предназначенным для измерения угловой скорости вращения. Технический результат - повышение надежности кольцевых лазерных гироскопов за счет повышения герметичности индиевого соединения стеклокерамического корпуса с позолоченными анодами и повышения эффективности обезгаживания внутреннего объема кольцевого лазерного гироскопа от сорбированных примесных газов. Кольцевой лазерный гироскоп устанавливают на вакуумный пост, откачивают до высокого вакуума, проверяют герметичность. Внутренний объем резонатора очищают трехкратным повторением последовательности операций: заполнение кислородом, прожиг в разряде кислорода, откачка. Затем трехкратно повторяют следующую последовательность операций: заполнение резонатора смесью кислорода с неоном, прожиг в разряде этих газов, откачка, затем обезгаживание установленных в гироскопе газопоглотителей. На электроды кольцевого лазерного гироскопа устанавливают охлаждаемые экраны и подключают их к системе подачи охлаждающей жидкости или газа. Корпус гироскопа с установленными экранами нагревают до температуры 260°C, при постоянной подаче охлаждающей жидкости или газа, осуществляют обезгаживание в течение 48 часов и после охлаждения до температуры 50-60°C проводят трехкратные наполнения рабочей гелий-неоновой смесью, наработку и откачку. Далее проводится активация газопоглотителей, наполнение гелий-неоновой смесью до рабочего давления, измерение электрических параметров и герметизация. 3 ил.

Изобретение относится к области электровакуумной техники, в частности к ускоренному переводу адсорбционных газовых слоев в свободный газ с помощью тепловых и механических средств, а именно к откачке газа из объема электровакуумного прибора (ЭВП). Технический результат - уменьшение длительности откачки и энергетических затрат на откачку. В способе откачки ЭВП, включающем откачку воздуха из объема корпуса ЭВП, в который помещен катод, с одновременным приложением к корпусу ультразвуковых колебаний, корпус нагревают в условиях прохождения ультразвуковых колебаний при частоте максимального прохождения ультразвуковой волны через ЭВП. Нагревание корпуса ЭВП при частоте максимального прохождения ультразвуковых колебаний создает не известный ранее эффект ускоренного разрыва адсорбционных связей молекул воздуха с поверхностью материала, приводящий к увеличению десорбционных потоков, и является физической причиной уменьшения длительности откачки. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в технологии изготовления газонаполненных приборов, в частности водородных тиратронов, плазменно-пучковых СВЧ-приборов, гироскопов и лазеров

Наверх