Магнитный электроразрядный насос

 

Союз Советскик

Социапистическин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()750612 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.04.78 (21) 2603167/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M Кл з

Н 01 J 4!/12

Государственный комитет (53) УДК 621.521 (088.8) Опубликовано 23.07.80. Бюллетень №27

Дата опубликования описания 28.07.80 по делам нзооретеннй н отнрмтнЙ (72) Автор изобретения

А. П. Джевала (71) Заявитель (54) МАГНИТНЫЛ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫЛ НАСОС

Изобретение относится к области вакуумной техники, в частности, к устройствам магнитных электроразрядных насосов, необходимых для получения и поддержания сверхвысокого вакуума в вакуумнь:х системах, а также для тренировки ЭВП после отпая их с поста и откачки объема ЭВП в случае встроенного насоса.

Известен магнитный электроразрядный насос, содержащий две катодные пластины, выполненные из титана, и расположенный между ними цилиндрический анод (1).

Основными недостатками такого насоса являются малая скорость откачки, низкий предельный вакуум.

Известен также магнитный электроразрядный насос, содержащий две катодные пластины, выполненные из материалов с различными коэффициентами распыления и расположенный между ними цилиндрический анод (2).

В известном насосе катодные пластины выполнены из тантала и титана. Электродная система насоса расположена в магнит ном поле, параллельном оси анода и катода, и к ней приложены соответствующие потенциалы для образования и поддержания холодного разряда.

Однако, он также имеет недостатки: затухание вторичной электронной эмиссии с катода при понижении давления; малая скорость откачки по инертным газам, зависящая о давления в объеме; чувствительность к загрязнению углеводородам и; повышенная «память» к откачиваемым газам; длительное время старта (а некоторые вообще не стартуют) в области сверхвысокого вакуума; низкий предельный вакуум (5 -10 мм рт. ст).

Целью изобретения является увеличение скорости откачки, улучшение предельного вакуума и уменьшение памяти насоса к откачиваемым газам.

Это достигается тем, что катодная пластина с меньшим коэффициентом распыления выполнена с отверстием, в центре которого расположена спираль из материала, обла2р дающего сорбирующими свойствами к остаточным газам, соединенная одним концом с пластиной с большим коэффициентом распыления, а другой конец выведен за катодную пластину с меньшим коэффициентом

750612

Формула изобретения

$S распыления и соединен с дополнительным электродом.

Кроме того, с целью уменьшения времени старта, и поддержания постоянными динамических характеристик насоса, он дополнительно содержит шпильку из вольфрама, расположенную внутри спирали.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого магнитного электроразрядного насоса.

Предлагаемый насос содержит катодные пластины 1 и 2, соответственно, из тантала и титана, которые соединены перемычкой 3.

Между катодами расположен цилиндрический пустотелый анод 4, изготовленный, например, из стали марки Х18Н101. В титеновой пластине 2 выполнено отверстие, в центре которого расположена спираль 5 из сплава TiNs, которая навита на вольфрамовую шпильку 6. Спираль 5 и шпилька 6 соединены одним концом с танталовой пластиной 1, а другим с дополнительным электродом 7, связанным с источником тока на

1,5 — 2 А. Катодные пластины 1, 2 заземлены, а цилиндрический анод 4 соединен с источником напряжения на 3 кВ.

Насос может работать в двух режимах.

В первом случае прикладывается разность потенциалов 3 кВ между катодными пластинами 1, 2 и анодом 4. Случайная радиация, блуждающий электрон или автоэлектронная эмиссия с острого края любого из электродов приводят к образованию одного-двух ионов остаточного газа, которые, бомбардируя катодные пластины, вызывают эмиссию вторичных электронов, ускоряющихся в поле электродов и в свою очередь образующих новые ионы, благодаря чему разряд нарастает до определенной величины. Передавая импульс энергии атомам металла, ионы производят, также распыление материала катодных пластин 1 и 2.

Распыленный металл осаждается на противоположной катодной пластине, аноде, стенках насоса, поглощая при этом газ. Насос с дифференциальными пластинами (Та и Т„) обладает большей скоростью откачки по инертным газам за счет повышенной скорости распыления тантала — менее химически активного материала, но обладающего большим коэффициентом распыления, за счет чего увеличивается «замуровывание» газов и тем самым уменьшается память к ним. С целью увеличения количества распыляемого материала отверстие выполняется в пластине 2 с меньшим коэффициентом распыления.

В результате откачки давление все время понижается, электроны ионизируют все меньшее число молекул газа, и настает такой момент, когда образующихся ионов недостаточно для поддержания вторичной электронной эмиссии с катодных пластин 1 и 2, разряд гаснет, насос прекрашает откачку.

После чего на дополнительный электрод 7 подается ток 1,5 — 2 А. Разрядная ячейка насоса подпитывается дополнительными электронами, эмиттируемыми обладающей малой работой выхода вольфрамовой шпилькой 6, благодаря чему насос продолжает откачку в области сверхвысокого вакуума.

При этом одновременно из TiNs спирали 7, обладающей высокой химической активностью к остаточным газам, дополнительно распыляются частицы материала, что спо10 собствует увеличению скорости откачки. Ток на дополнительный электрод 7 подается также в том случае, если при приложении разности потенциалов к катодным пластинам

1,2 и аноду 4 насос не стартует, при этом разряд в ячейке «поджигается» электронами, эмиттируемыми с вольфрамовой шпильки 6, в результате насос быстро и легко стартует, после чего потенциал с дополнительного электрода 7 может быть отключен, насос будет продолжать работу в режи 0 ме разряда Пеннинга.

Во втором случае потенциалы прикладываются одновременно к двум холодным 1, 2 и 4 и к дополнительному 7 электродам.

Разрядная ячейка насоса постоянно получает дополнительное количество электронов, эмиттируемых с вольфрамовой шпильки 6, и дополнительное распыление химически активного материала, связывающего откачиваемые газы химически и замуровываюшего их физически.

Магнитный электроразрядный насос предлагаемой конструкции позволяет повысить . скорость откачки, исключить десорбцию откачиваемых газов, снизить время старта насоса. Такие его качества обуславливают большой экономический эффект от примеЗ нения данной конструкции.

1. Магнитный электроразрядный насос, содержащий две катодные пластины, выполненные из материалов с различными коэффициентами распыления и расположенный между ними цилиндрический анод, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости откачки, улучшения предельного вакуума и уменьшения памяти насоса к откачиваемым газам, катодная пластина с меньшим коэффициентом распыления выполнена с отверстием, в центре которого расположена спираль из материала, обладающего сорбируюшими свойствами к остаточным газам, соединенная одним концом с пластиной с большим коэффициентом распыления, а другой конец выведен за катодную пластину с меньшим коэффициентом распыления, и соединен с дополнительным элект. родом.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени старта и поддержания динамических характерис750612

Составитель И. Немцов

Техред К.Шуфрич Корректор Н. Стец

Тираж 844 Подписное

Редактор В. Голышкина

Заказ 4660/4!

ЦНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тик насоса, он содержит шпильку из вольфрама, расположенную внутри спирали, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Электронная техника», серия I, вып. 8, 1967, с. 105.

2. Грошковский Я. «Техника высокого вакуума», «Мир», 1975, с. 617 (прототип).